用PLD法沉积YBCO超导薄膜的研究

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本文采用准分子激光法(PLD)在不同取向的单晶和多晶织构的基底上沉积了YBCO薄膜,系统的研究了不同工艺参数,如基片温度、基片与靶材的距离、激光脉冲频率、激光能量、沉积气压、薄膜厚度、薄膜的后处理等对YBCO薄膜的影响,得出了沉积薄膜的最佳工艺。由于银与YBCO超导薄膜不发生反应,用准分子激光法在(100),(110),(111)织构的单晶银基带上沉积YBCO超导薄膜的研究,得出YBCO薄膜在三种单晶银基带上的外延规律主要是[100]YBCO或[010]YBCO//<100>Ag,或者是[100]YBCO或[010]YBCO//<110>Ag,沉积的薄膜(00L)面都平行于银带的表面。在(100)和(111)取向单晶上沉积的YBCO薄膜,虽然都具有一定的面外取向,但是其面内取向杂乱,呈丝织构。(110)取向的银单晶沉积的YBCO薄膜不仅具有强立方织构,而且面内取向集中,(110)取向的银单晶更适合YBCO薄膜的生长。采用PLD方法在{100}<100>,{110}<111>,{110}<211>和{110}<011>双轴织构的多晶银基带上也直接沉积了YBCO超导薄膜,得出不同织构的多晶Ag上薄膜的外延规律,分析了不同薄膜与基底的微应变。经研究,{110}<110>织构的双轴织构多晶银基带沉积薄膜后,薄膜的双轴取向较强,基底与薄膜的应变相对其他织构的多晶银带较小,比较适合外延YBCO超导薄膜。最后,在(100)取向的STO单晶和镀有{100}<110>织构的CeO2缓冲层的NiW合金基带上沉积了YBCO薄膜,研究了薄膜的外延规律以及在不同基底上薄膜的微观形貌、表面微应变等等。经研究,在这两种基底上沉积的薄膜,织构强度明显大于银带上沉积的薄膜,薄膜与基底的微应变也小于银带与薄膜之间的微应变。
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