低氟mod法制備納米顆粒摻雜的ybco超導(dǎo)薄膜及其性能的研究

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1、中文圖書分類號(hào)：TM26密級(jí)：公開UDC：31學(xué)校代碼：10005碩士學(xué)位論文MASTERALDISSERTATION論文題目：低氟MOD法制備納米顆粒摻雜的YBCO超導(dǎo)薄膜及其性能的研究論文作者：儀寧學(xué)科：材料科學(xué)與工程指導(dǎo)教師：索紅莉教授論文提交日期:2017年1月12日UDC：31單位代碼：10005中文圖書類分號(hào)：TM26學(xué)號(hào)：S201309050密級(jí)：公開北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文題目：低氟MOD法制備納米顆粒摻雜的YBCO超導(dǎo)薄膜及其性能的研究英文題目：STUDYONTHEPREFORMANCEOFNANOPARTICLEDOPEDYBCOFILMBYLOW-FL

2、UORINEMODMETHOD論文作者：儀寧學(xué)科專業(yè)：材料科學(xué)與工程研究方向：新型功能材料申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師：索紅莉教授所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2016年12月授予學(xué)位單位：北京工業(yè)大學(xué)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京工業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：儀寧日期：2017年1月12日關(guān)于論文使用授權(quán)的

3、說明本人完全了解北京工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。(保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)簽名：儀寧導(dǎo)師簽名：日期：2017年1月12日摘要摘要釔鋇銅氧（Y1Ba2Cu3O7-θ，以下簡稱YBCO）高溫超導(dǎo)材料自發(fā)現(xiàn)以來，由于其相對(duì)于Bi系超導(dǎo)體在性能方面的優(yōu)勢(shì)，成為了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。YBCO涂層導(dǎo)體的臨界電流由涂層導(dǎo)體臨界電流密度的大小和YBCO薄膜的厚度決定。帶材的臨界電流密度和YBCO薄膜的厚度越大，超導(dǎo)帶材的臨界電流就越大。為了提高YB

4、CO薄膜的載流能力，本文首先選用高釘扎效果的Zr摻雜制備了BZO/YBCO（摻雜后形成了BaZrO3，故用BZO表示）復(fù)合薄膜，并進(jìn)行了膜厚和性能關(guān)系的研究，然后本文對(duì)于6%LaAlO3(LAO)摻雜的YBCO薄膜進(jìn)行了初步研究，并以之為基礎(chǔ)，研究了LaAlO3(LAO)和BaZrO3(BZO)共摻雜的YBCO復(fù)合薄膜的超導(dǎo)性能，獲得了以下結(jié)果。本文首先利用改進(jìn)后的熱處理工藝(多次低溫?zé)崽幚?一次高溫?zé)崽幚?在LaAlO3基底上分別通過單次、兩次、三次和四次涂覆制備了膜厚分別達(dá)200nm(單層膜)、400nm（雙層膜）、600nm（三層膜）和800nm（四層膜）的BZO/YBC

5、O復(fù)合薄膜，并詳細(xì)研究了BZO/YBCO復(fù)合薄膜在不同膜厚下的微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌以及超導(dǎo)性能。結(jié)果表明：改進(jìn)后的熱處理工藝有效地消除了制備厚膜過程中產(chǎn)生的界面。BZO/YBCO復(fù)合膜在厚度不超過600nm的前提下，隨著復(fù)合膜厚度的增大，其臨界電流保持逐漸增加的趨勢(shì)，其中，單層薄膜的Jc值最大，22達(dá)到了3.34MA/cm；三層膜的Jc值達(dá)到了1.91MA/cm，其Ic值最大，達(dá)到了每厘米帶寬114.6A。其次本文通過對(duì)6%LAO摻雜的YBCO薄膜的研究發(fā)現(xiàn)，在自場下，26%LAO/YBCO復(fù)合薄膜的臨界電流密度達(dá)到了4.1MA/cm，顯示了該薄膜具有良好的超導(dǎo)性能。通過研究LA

6、O摻雜的YBCO薄膜的超導(dǎo)性能以及LAO納米顆粒摻雜量的變化對(duì)雙摻雜YBCO復(fù)合薄膜的性能的影響發(fā)現(xiàn)，(2%LAO+6%BZO)/YBCO、(4%LAO+6%BZO)/YBCO、(6%LAO+6%BZO)/YBCO以及(8%LAO+6%BZO)/YBCO四種薄膜的微觀應(yīng)力均高于純YBCO薄膜。在自22場下，四種復(fù)合薄膜的臨界電流密度分別達(dá)到了3.39MA/cm、3.48MA/cm、223.30MA/cm和2.44MA/cm，其中(4%LAO+6%BZO)/YBCO復(fù)合薄膜的臨界電流密度最大，且在77K，1T時(shí)，這種雙摻雜的薄膜的性能大大優(yōu)于單摻雜的復(fù)合薄膜。綜上所述，通過研究B

7、ZO/YBCO薄膜的厚度對(duì)薄膜臨界電流的影響，以及LaAlO3和BaZrO3納米顆粒雙摻雜對(duì)(LAO+BZO)/YBCO復(fù)合薄膜性能的影響，I北京工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)現(xiàn)厚度為600nm的三層BZO/YBCO薄膜臨界電流最大；而雙摻雜的(LAO+BZO)/YBCO復(fù)合薄膜中當(dāng)LAO為4%、BZO為6%摩爾百分比時(shí)臨界電流密度最大,且在77K，1T時(shí)，這種薄膜的場性能優(yōu)于單摻雜的復(fù)合薄膜，表明通過提高薄膜的厚度和納米顆粒雙摻雜，可以有效地提高YBCO薄膜的超導(dǎo)性能，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。關(guān)