YBCO带材的MOCVD制备及均匀性研究

发布时间：2023-04-11 19:24

　　第二代钇系高温超导带材具有不可逆场高、载流能力强以及机械性能好的优势,因此在强电领域具有巨大的应用潜力和价值。目前,如何进一步优化性能、提高制备效率以及降低成本是国际上(YBa₂Cu₃O_7-δ)YBCO超导带材的研究重点,而其中的关键在于YBCO超导层的制备。鉴于此,本文改造自主设计的金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统,并在“离子束辅助沉积(IBAD)-MgO”模板基带上,进行高质量Y(Gd)BCO超导薄膜高效低成本制备的研究。具体内容如下:1、对MOCVD系统进行优化。首先,重新设计MOCVD系统的蒸发器,提高金属有机源的蒸发效率,并延长金属有机源在蒸发器中的流通时间,使得金属有机源气体可以均匀稳定地流出。然后,改进通电加热电极装置,使每个电极棒与金属基带都能保持良好的电接触,同时增加电极棒的数量,使每个电极流过的电流远小于总电流,保证通电加热的稳定性。最后,重新设计系统的冷凝单元,采用多孔金属冷凝滤芯代替铜板大大增加有效冷凝面积,可以将通过的金属有机源和金属氧化物充分冷凝下来,保证真空管道的通畅和机械泵组的稳定。...

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 超导材料的简介
    1.2 超导线(带)材的应用
    1.3 高温超导带材的简介
    1.4 YBCO高温超导带材的制备路线
        1.4.1 双轴织构缓冲层的制备方法
        1.4.2 超导层的制备方法
    1.5 YBCO高温超导带材的研究现状
    1.6 YBCO高温超导带材的发展趋势
    1.7 论文选题依据及研究内容
第二章 实验及表征方法
    2.1 实验方法
        2.1.1 MOCVD系统简介
        2.1.2 YBCO带材的制备流程
    2.2 表征方法
        2.2.1 原子力显微镜
        2.2.2 X射线衍射
        2.2.3 扫描电子显微镜
        2.2.4 能谱仪
        2.2.5 台阶仪
        2.2.6 性能检测
第三章 MOCVD系统的优化及基带衬底的选择研究
    3.1 MOCVD系统的优化
        3.1.1 蒸发器的改进
        3.1.2 加热电极的改进
        3.1.3 冷凝单元的改进
    3.2 不同基带衬底的对比研究
    3.3 本章小结
第四章 Y(Gd)BCO薄膜的MOCVD法制备研究
    4.1 Y(Gd)BCO薄膜表面针状杂相的工艺优化
    4.2 高Jc的Y(Gd)BCO薄膜制备研究
        4.2.1 加热电流的影响
        4.2.2 Cu/Ba比值对Y(Gd)BCO薄膜生长的影响
    4.3 Y(Gd)BCO多层膜的制备研究
    4.4 SmBCO/Y(Gd)BCO叠层结构薄膜的制备研究
    4.5 Zr掺杂Y(Gd)BCO薄膜的制备研究
    4.6 本章小结
第五章 Y(Gd)BCO薄膜的高效低成本制备研究
    5.1 不同基带加热方式的对比研究
    5.2 Y(Gd)BCO薄膜的快速生长研究
    5.3 窄流道反应腔的应用研究
        5.3.1 新反应腔的设计与优化
        5.3.2 基于窄流道反应腔的Y(Gd)BCO薄膜制备研究
    5.4 本章小结
第六章 Y(Gd)BCO薄膜制备的均匀性及稳定性研究
    6.1 Y(Gd)BCO薄膜制备的横向均匀性研究
        6.1.1 狭缝式喷淋头的应用研究
        6.1.2 多孔式喷淋头的应用研究
        6.1.3 窄流道反应腔的应用研究
    6.2 Y(Gd)BCO长带材的制备研究
    6.3 双面Y(Gd)BCO薄膜的制备研究
    6.4 本章小结
第七章 结论与创新点
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：3789610