脈沖激光沉積制備取向性釔鋇銅氧薄膜的研究.pdf

1、YBa2Cu3O7-x（YBCO）高溫超導(dǎo)薄膜因具有高臨界電流密度、高臨界轉(zhuǎn)變溫度而受到廣泛關(guān)注，并且在高溫超導(dǎo)電子器件領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景.因此高質(zhì)最、高性能YBCO薄膜的制備是超導(dǎo)電子器件應(yīng)用的基礎(chǔ)。YBCO薄膜具有強(qiáng)烈的各向異性，所以其超導(dǎo)性和生長取向密切相關(guān)，而在實(shí)際應(yīng)用中以c軸和a軸取向的超導(dǎo)薄膜為主，其中c軸主要應(yīng)用于電極和涂層導(dǎo)體的制備方面，a軸主要應(yīng)用于對于超導(dǎo)機(jī)制的研究以及約瑟夫森結(jié)的制備方面。但要獲得單一取向生長的

2、YBCO薄膜比較困難，相比于溶膠凝膠法，脈沖激光沉積法具有厚度可控、薄膜均勻致密、可原位沉積多層膜等優(yōu)點(diǎn)，所以本文擬采用脈沖激光沉積法來實(shí)現(xiàn)對YBCO薄膜的生長取向的控制，獲得具有單-取向的外延薄膜。
　　首先，通過不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)在鋁酸鑭（LaAlO3）單晶基片上沉積了一系列YBCO薄膜。研究發(fā)現(xiàn)，沉積溫度和氣壓是影響薄膜取向的主要因素.低溫度、高氣壓下容易生長出a軸取向的YBCO薄膜，高溫度、低氣壓有助于c軸YBCO薄膜的生長，本

3、文在對樣品臺(tái)進(jìn)行加工后得出：在沉積溫度為725℃、氧壓為70Pa條件下可制備出純a軸取向生長的YBCO薄膜；在沉積溫度為850℃、氧壓為10Pa條件下可刺備出純c軸取向生長的YBCO薄膜，其臨界轉(zhuǎn)變溫度為67K。
　　其次，引入氬氣作為傳熱介質(zhì)來提高襯底的實(shí)際溫度，有利于氧原子的擴(kuò)散，從而提高臨界轉(zhuǎn)變溫度，得出在沉積溫度為85O℃、總氣壓為30Pa條件下YBCO薄膜的臨界轉(zhuǎn)變溫度提高至88.57K，較未引入氬氣時(shí)有大幅提高。并嘗試