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《ybco超導薄膜的制備工藝》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要摘要高溫超導薄膜是超導電子學器件的基礎，用高溫超導薄膜制各的微波無源器件以及SQUID器件等具有常規(guī)材料無法比擬的優(yōu)勢。YBCO薄膜材料是超導電子學器件重要材料。高質量的YBCO薄膜有賴于對工藝的精確控制，因此系統(tǒng)研究制備工藝參數(shù)對薄膜結構和性能的影響非常重要。本論文采用中空圓柱靶直流磁控濺射裝置，在優(yōu)化的基片溫度和氧分壓下，分別在不同濺射氣體組分在LaAl03基片(100)表面制各了高性能的YBCO超導薄膜。濺射氣體組分工藝研究的結果表明：02量固定時，Ar氣量較高或較低時薄膜內出現(xiàn)BaCu
2、02第二相，其c軸長度較理想長度略小，薄膜內存在晶體結構無序。Tc和Jc測量結果表明薄膜內部晶體結構無序的直接惡化了超導薄膜的輸運能力。通過優(yōu)化濺射氣體中m氣量(Ar／02=1．65．1．70)，可以減少薄膜中出現(xiàn)的BaCu02第--*N，降低薄膜結構的無序程度和提高超導性能XRD分析表明在時含量固定時，濺射氣體中02含量較高時，薄膜c軸長度小于理想值11．68A，這個事實間接支持了J．Geerk的推斷，即C軸長度的減小是由于薄膜中的O過量(7-6>7)造成的。Tc對濺射氣體中02含量變化敏感程度
3、不如對心含量敏感。SEM、AFM分析的結果顯示低02含量下薄膜表明存在較多的口軸取向顆粒，而高0：含量下樣品表面的顆粒數(shù)量明顯減少，說明高02含量有助于改善樣品表面形貌。摘要本文還研究了濺射電流(Is)對YBCO薄膜表面形貌、晶體結構和電性能的影響。通過沉積溫度影響的研究證實了富cu顆粒的生長遵從薄膜生長的俘獲模型。富Cu顆粒對薄膜的覆蓋度隨Is的降低而降低。同時Is較高時薄膜表面存在較多的a軸取向晶粒，Is較低時薄膜表面a軸取向晶粒明顯減少。AFM微區(qū)分析顯示Is較高時薄膜呈現(xiàn)島狀生長模式，而I
4、s較低情況下薄膜表面出現(xiàn)周期性臺階，呈現(xiàn)臺階流動的逐層生長模式。XRD分析發(fā)現(xiàn)薄膜的C軸長度和(006)對(005)峰比值隨Is增加有所增加，說明薄膜內部結構無序度增大。當Is為1．25A時，可以獲得最佳Tc和Jc性能的YBCO薄膜。SNMS成分深度剖析技術研究結果表明：薄膜與基片間存在一個互擴散區(qū)，存在擴散反應。這種反應是由于薄膜生長過程中較高的基片溫度造成的。分析雙面YBCO超導薄膜發(fā)現(xiàn)，第一面表層元素譜強度隨深度逐漸增加，說明第一面的薄膜在沉積第二面時在高溫下表層元素被部分蒸發(fā)。關鍵詞：YB
5、CO超導薄膜，倒筒直流磁控濺射，制備工藝，超導性能AbstractHigh—temperaturesuperconducting(HTS)thinfilmsarethebasisofsuperconductorelectronicdevices．PassivedevicesandSQUIDdevicesusingHTSthinfilmshaveincomparableadvantagesoverthoseadoptednormalmaterials．YBCOthinfilmsareimportan
6、tmaterialsinsuperconductorelectronicdevices．HighqualityYBCOthinfilmsarehighlydependableonaccuratecontrolofprocessing，SOitisveryimportanttoresearchtheinfluencesofprocessingOilstructureandpropertiesofYBCOthinfilmsystematicallyInvertedcylindricalmagnetro
7、nsputteringapparatuswasadoptedtoprepareYBCOthinfilmsonLaAl03(100)substratesunderdifferentsputteringgasratios．"When02pressureisfixed，BaCu02secondaryphaseappearsonthesurfaceofYBCOthinfilmunderhighandlowArpressures，withthelengthofc—axisofYBCOabitshortert
8、hanthatofidealthinfilms，whichindicatecrystalstructuredisorders．ThemeasurementsofTcandJcshowmatthisstructuraldisorderCausesthetransportationabilityofliTSthinfilm．ReductionofBaCu02andimprovementsofsuperconductivitycarlbeachievedbyoptimimngArpres
