低温热分解对化学法YBa2Cu3O7—δ超导薄膜形貌及性能的影响-论文.pdf

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1、第35卷第6期低温物理学报Vo1．35，No．62013年12月CHINESEJOURNALOFLOWTEMPERATUREPHYSICSDecember2013低温热分解对化学法YBa2Cu307—超导薄膜形貌及性能的影响郝文嘉李敏娟张倩倩林建新蔡传兵上海大学超导及应用技术研究中心上海200444收稿日期：2013—05—07；修回日期：2013—06—15【摘要】金属有机溶液沉积(MOD)法是高温超导钇钡铜氧YBazCu。O一(YBCO)薄膜及其涂层导体一种低成本的制备技术．MOD的低温处理可分为有机溶剂蒸发和有机盐分解，其中热平衡及其内应力释放在热解过程中起到重要作用．本

2、文通过对不同热处理条件下的YBCO薄膜表面形貌的观察，获得了热解过程中的应力诱导的表面形貌机制和热参数控制窗口．在此基础上得到了优化的低温热处理条件，从而能有效控制化学法YBCO薄膜表面容易出现的裂纹或隆起现象，最终明确了稳定制备高质量超导薄膜的机制．关键词：热解处理，残余应力，金属有机沉积，第二代高温超导材料PACC：7400，7475，7460JEFFECToFPYROLYSISPROCESSFoRMoRPHoLOGYANDPERFoRMANCEoFYBa2Cu3OT-FILMSHAOWen-jiaLIMing-juanZHANGQian-qianLINJian-xinCA

3、IChuan-bingResearchCenterforS户rc0d“c￡0rsandAppliedTechnologies，Shanghai，200444Receiveddate：2013—05—07；revisedmanuscriptreceiveddate：2013—06—15[Abstract]Metal-organicdepositionprocess(MOD)usingtrifluroacetates(TFA)hasbecomeoneofthemostpromisingchemicalsolutiondepositionsforthefabricationofYBa

4、2Cu307一(YBCO)superconductingfilmsduetolowercostcomparedwithvacuumdepositionmethods．ThepyrolysisprocessinMODcanbedividedintovaporprocessesanddecompositionprocess，inwhichtheinternalresidualstressplaysanimportantrole．Thewindowsofkeyparameterandthemechanismofthesurfacemorphologieswhichisinducedb

5、ytheresidualstresshavebeenstudiedbymeansofdynamicobservationunderseveraldifferentconditions．Andthenthepyrolysisprocesshasbeenoptimizedwhichcanrestraintheformationofthewrinkleandcrackseffectively．ThemechanismforhighqualityYBC0矗lmshasbeenobtained．Keywords：Pyrolysistreatment，Internalresidualstr

6、ess，MOD，HTSPACe：7400，746oj420低温物理学报第35卷方法，保证阳离子浓度比Y：Ba：Cu为1：2：3．最后1引言得到浓度为2．5M的胶状溶液，采用浸涂(Dip—coat—ing)方法在单晶或金属基带上涂敷YBCO前驱膜．众所周知，YBaCu。O(YBCO)薄膜具有较低温预处理第一阶段溶剂蒸发分别采用5℃／min高的不可逆场和转变温度，在柔性金属基带上外延和2O℃／rain两种不同速率升温分别至120、150、生长的YBCO涂层导体，是液氮温区最具应用价值180和210摄氏度(℃)并恒温保持2O分钟，整个预的实用超导材料．目前，YBCO涂层导体的制备方处

7、理气氛采用干氧气(O2)直至自然降温至室温．之法有多种，包括物理法(例如脉冲激光沉积法后，样品在空气中分别暴露放置30分钟和24小时，PLD)_】卅]和化学法(例如金属有机溶液沉积法然后经低温热分解和高温晶化处理．低温有机盐热MOD和金属有机化学气相沉积MOCVD)E4,5]．其解的主要热解温度区域200℃至290℃分别采用0．中MOD方法具有独特的优势．与物理法PLD等相5~C／min和5C／rain的升温速率．高温晶化阶段按比，MOD方法不需要真空系统，原材料和设备成本常规处理，在770