双面高温超导带材的两面同时制备研究

发布时间：2024-06-27 23:15

　　第二代高温超导带材YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO)具有强载流能力、高不可逆场以及低损耗特性,在输电线缆、强磁体、电动机、限流器等强电领域有广阔的应用前景。在环境和能源问题日益突出的时代,YBCO高温超导带材因具潜在的低成本而有更好的竞争优势。目前,仍存在一些限制YBCO高温超导带材产业化应用的因素:如当超导层薄膜厚度达到一定厚度时,薄膜出现厚度效应,随着超导层薄膜厚度增加临界电流反而减小,不利于带材的电学性能,在一定程度上也降低了薄膜的性价比。鉴于此问题,本论文采用自主设计的中频磁控溅射(MF)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统,在双面IBAD-MgO薄膜上,进行了双面YBCO带材的缓冲层与超导层的薄膜沉积。具体研究内容如下:(1)利用实验室自制的双面IBAD-MgO,采用中频磁控溅射反应法以及基带自加热方式,进行双面同时同质外延(epi-MgO)。通过优化工作气体O₂、Ar的通气方式来改变气流的分布方式,一次走带,实现MgO的两面同时同质外延。测试得出两面的面外半高宽(FWHM)((35)...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 超导材料简介
        1.1.1 超导材料的发展史
        1.1.2 超导材料的特性及应用
        1.1.3 超导带(线)材的简介
    1.2 YBCO高温超导带材的简介
        1.2.1 YBCO的结构简介
        1.2.2 YBCO的制备线路及技术
    1.3 论文研究意义及研究内容
第二章 实验方法及原理
    2.1 实验方法
        2.1.1 中频磁控反应溅射
        2.1.2 MOCVD技术
    2.2 薄膜的表征技术
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 反射式高能电子衍射仪(RHEED)
        2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)
        2.2.4 临界电流密度Jc-scan测试
第三章 双面YBCO的缓冲层制备研究
    3.1 中频磁控溅射Epi-MgO系统介绍
    3.2 双面MF-Epi-MgO的制备研究
        3.2.1 气流分布对同质MgO外延的影响研究
        3.2.2 气流分散管制备同质MgO外延的两面研究
    3.3 MOCVD法生长沉积双面LMO薄膜的研究
        3.3.1 镧、锰金属有机源性质
        3.3.2 双面LMO制备系统
        3.3.3 镧、锰源成分比对LMO薄膜的生长影响
    3.4 本章小结
第四章 窄流道MOCVD生长YBCO薄膜的研究
    4.1 窄流道式MOCVD制备YBCO薄膜
        4.1.1 窄流道式MOCVD系统生长反应室介绍
        4.1.2 窄流道式MOCVD系统介绍
    4.2 窄流道式MOCVD不同电流生长YBCO薄膜的研究
        4.2.1 窄流道式MOCVD不同电流生长YBCO薄膜形貌研究
        4.2.2 窄流道式MOCVD不同电流生长YBCO薄膜结构研究
        4.2.3 窄流道式MOCVD不同电流生长YBCO薄膜性能分析
    4.3 窄流道式MOCVD生长YBCO薄膜的一致性研究
        4.3.1 窄流道式MOCVD生长YBCO薄膜结构一致性的研究
        4.3.2 窄流道式MOCVD生长YBCO薄膜性能一致性的研究
    4.4 窄流道式MOCVD生长制备双面YBCO薄膜的研究
        4.4.1 双面YBCO薄膜的制备
        4.4.2 双面YBCO薄膜的结构研究
        4.4.3 双面YBCO薄膜的性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与创新点
    5.1 结论
    5.2 创新点
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3996083