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YSZ/Si薄膜的化学溶液沉积法制备研究

2012-11-29郝洪荣

中国化工贸易 2012年9期

摘 要:为了在一定的基板上生长出性能优越的YBCO膜,需要首先在基板上生长出合适的缓冲层(buffer layer)后,再在其上制备YBCO膜。本论文采用化学溶液法制备Y0.15Zr0.85Oδ/Si缓冲薄膜,研究不同退火温度和膜厚对其取向和微结构的影响。

关键词:YBCO膜 缓冲层(buffer layer) 化学溶液法 取向

基于钙钛矿结构的Cu基氧化物高温超导体的发现,使得超导材料能够在液氮温区得到应用,从而大大推动了超导薄膜的研究和应用。在实际应用中, YBCO被认为是最有可能在微波领域得到广泛应用的材料体系。为了在一定的基板上生长出性能优越的YBCO膜,在很多情况下需要首先在基板上生长出合适的缓冲层(buffer layer)后,再在其上制备YBCO膜。真空技术制备缓冲薄膜依赖于复杂的、昂贵的真空设备,且沉积的速度较低,膜的制造成本很高。作为一种实用技术,必须能大批量、连续化、低成本。要满足这一要求,采用化学溶液沉积法(CSD)法制备大面积、双面YBCO高温超导厚膜是很好的工艺路线。

缓冲层的作用主要有三个方面:a)能够很好地传递基片的织构或者自身能生长出很好的织构;b)需要有一定的阻挡性能;以防止YBCO膜和基板之间发生由扩散引起的化学反应;c)与YBCO的晶格常数、热膨胀系数较匹配,防止由失配而造成YBCO膜的性能降低;

对YBCO大面积超导薄膜的缓冲层的要求主要有:a.晶格常数必须要与YBCO匹配;b.化学性质稳定,不会与衬底和YBCO发生化学反应;c.能够生长出适合YBCO膜生长的取向。

本文研究主要出发点在于:在Si单晶基板上制备出适合YBCO大面积高温超导薄膜生长的缓冲层[1]。……

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