CYC和YYC缓冲层上的YBCO溅射生长分析

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作⋯．一及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。07年F月≯sEl关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位

2、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)：P≤鸢签名：垒．磕l2颦导师签名：三圣望生日期：移孓础月z沙Et第一章概述1．1超导材料简介自1911年，荷兰籍物理学家卡末林·昂尼斯(H．K．Onnes)首次发现液氦温区下汞(Hg)具有超导电性能以来，已发现5000多种超导体材料。超导体材料的发现经历了从简单到复杂，即由一元系N-元系乃至多元系的发展过程，超导体的临界转变温度(Tc)也逐渐提高，其发展历史简图如图1．1所示。伸10’●30'孽S

3、O'稍崎绷“删MethanQ／．tqGf"2岣．．t,,／aro蚋,n伊7叼oM982图1-1超导体Tc提高的历史简图图1．1显示，在191l～1932年之间，超导体的研究都是以元素超导体为主的，科学家们在这段时间里发现了除Hg以外的Pb、Sn、Nb等众多金属元素超导体。在1932～1986年间，许多具有超导电性的合金、NaCI结构的过渡金属碳化合物和氮化物等材料也被陆陆续续发现，Tc得到了进一步提高。但是，在1986年之前，超导材料的Tc都处于液氦温区，因而被人们称为低温超导体。由于液氦制冷的方法非常昂贵，因此低温超导材料的应用长

4、期受到高成本的制约，没能得到大规模的发展。1986年，瑞士科学家贝德诺兹(J．GBednorz)和米勒(K．A．Miiller)制备出了Tc为35K的镧．钡．铜．氧(La-Ba—Cu．O)高温氧化物超导体IlJ，引起了全球研究高温超导(HTS)材料的热潮。至此，超导材料的研究进入了液氮温区，人们把临界转变温度(Tc)在液氮温区的超导体称为高温超导体。1987年，美国华裔科学家朱经武【2】和中国科学家赵忠贤等人【3】相继发现钇．钡．铜．氧(Y-Ba-Cu．o)氧化物bI一￡善-．量．1暮慧墨毒卜电子科技人学硕+学位论文超导体，临界转变

5、温度Tc提高到了90K以上。之后，人们还发现了铋．锶．钙．铜．氧(Bi．St-Ca．Cu．O)【引、铊．钡．钙．铜．氧(T1．Ba．Ca-Cu．O)【5】和汞．钡．钙．铜一氧(Hg．Ba．Ca-Cu．O)【6，7】等氧化物超导体，其中Hg．Ba．Ca-Cu-O的临界转变温度已达135K。从图1．1可以看到，虽然在所有超导材料中YBCO并不是Tc最高的，但是由于Bi系[8'91和Tl系超导体在很宽的温度范围内多相共存【lo】，Hg元素和Tl元素易挥发并且有巨毒，而只有钇系超导体材料在一定温度和气压条件下比较容易获得单一相的组成，这对高

6、温超导电性能的研究和高温超导材料的应用都具有十分重要的意义。因此，钇系超导体成为目前国内外的研究热点。1．2HTS材料在强电领域中的应用高温超导材料的应用通常分为两类：弱电应用和强电应用。超导的弱电应用主要是高温超导薄膜基于磁通量子化、能隙、隧道和约瑟夫森效应，用于研制SQUID器件、微波器件等。超导强电应用则主要是HTS带(线)材和块材基于超导体的零电阻特性、完全抗磁性、高临界电流密度和高临界磁场，应用于电力系统等。HTS在强电领域应用的研究从上世纪90年代初就丌始了。早期的工作主要集中在HTS导线制备、线圈磁体技术、高压发生器、

7、电力故障限流器、磁性分离装置、大电流引线、电力应用性能等研究上【2孓391。目前HTS材料已经在电力能源、交通运输、生物医学、高能物理等方面取得了很大的发展。HTS带材在强电领域的应用主要有超导电缆、超导限流器、超导变压器和超导电动机等。其应用、特点及意义与发展现状见表1．1。除此以外，高温超导带材还可以广泛应用于军事、航天等领域，正是其在应用上无限的前景，推动了超导材料的更新换代和制备技术的不断发展。第一章概述表1．1超导材料在强电领域的应用、特点及现状应用特点及意义发展现状1)损耗小、体积小、重量轻、容量日本：单相，500m，7

8、7kV／lkh⋯1模型完成超导大电缆2)实现低电压人电流高密度输电美国：三相，660m，138kV／2．4khn引研制阶段3)环保、节能，利于改善电网结构中国：三相，75m，10．5kV／7．5kA∞1并网运行1)正常时阻抗小，故障时