化学溶液沉积法制备导电缓冲层及其性能研究

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YBa2Cu3O7-x(YBCO)高温超导带材由于其优异的本能性征极具应用前景,成为高温超导材料的重点发展方向。但是直接在柔性金属基带上沉积超导薄膜存在晶格失配和互扩散等问题,因此必须制备缓冲层薄膜。常用的缓冲层是绝缘型氧化物,在实际应用中,当超导层失超时,会引起电流中断。如果在超导层与金属基底之间采用导电的缓冲层,基底则会起到较好的分流作用。钙钛矿结构氧化物有良好的导电性,而且晶格常数与YBCO比较匹配,可以作为缓冲层。   化学溶液沉积法(CSD)通过改变前驱物的化学剂量比可以很容易控制混合物的成分以保证溶液的均一性,与固相反应相比具有反应温度较低、反应时间短、生产成本低等优点,因此成为制备薄膜最有前途的方法之一。   本论文采用CSD法在单晶基底上沉积了钙钛矿导电氧化物BaPbO3、La0.5Sr0.5CoO3和La1-xSrxTiO3薄膜,探索各个工艺参数对薄膜结构、表面形貌、电阻率的影响,主要工作如下:   采用柠檬酸法在钇稳定的氧化锆(YSZ)单晶基底上沉积了BaPbO3薄膜,结果表明经过低温热解处理、热处理温度为700℃条件下制得的薄膜呈黑色,连续但不平整。采用金属有机物分解法(MOD)在LaAlO3单晶基底上制备了BaPbO3薄膜,讨论不同热处理气氛、热处理温度、热处理时间和热处理方式对薄膜生长和性质的影响。结果表明:在相同条件下,空气下BaPbO3的(200)衍射峰生长趋势较强;氧气条件下生成的薄膜晶格常数较大;氧气条件下制得的BaPbO3薄膜的导电率最小为1.215×10-5Ω·m:升高热处理温度对BaPbO3的晶粒大小、BaPbO3膜的择优取向并没有明显的影响;热处理时间为30min时,BaPbO3的各个特征峰强度较强;三次逐层涂覆-热处理方式所得的BaPbO3薄膜结晶化较好。   采用CSD法在LaAlO3单晶基底上制备了La0.5Sr0.5CoO3薄膜,在700℃热处理温度下所得的La0.5Sr0.5CoO3薄膜样品具有(1.00)择优取向,室温电阻率为9.06Ω·cm。   采用CSD法在LaAlO3单晶基底上沉积了La1-xSrxTiO3薄膜,La1-xSrxTiO3薄膜在(00/)方向上有择优取向,EDS面扫描确定La1-xSrxTiO3薄膜中的x值为0.6。
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