文档介绍：西安理工大学
硕士学位论文
溶胶—凝胶法制备钇钡铜氧薄膜的研究
姓名:马怀香
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:赵高扬
20040301
摘要
溶胶-凝胶法制备钇钡铜氧薄膜的研究∗
学科:材料物理与化学作者:马怀香
导师:赵高扬教授答辩日期:
摘要
YBCO 高温超导薄膜在红外探测器、量子干涉器等众多领域有非常广阔的应用
前景,目前制备这种薄膜的主要方法有磁控溅射,激光脉冲沉积等。本研究旨在采
用溶胶-凝胶法制得具有钙钛矿结构的致密 YBCO 薄膜。以无机盐为出发原料研究
了溶胶形成过程中的化学反应及成膜机理,探讨了 Si 基板上薄膜缓冲层的技术等。
进一步用扫描电镜、透射电镜和 X 射线衍射仪研究了薄膜组织结构和结晶情况,分
析了缓冲层和衬底对 YBCO 薄膜制备的影响、以及不同热处理条件对薄膜结晶结构
及性能的影响。研究结果表明:
(1)采用 Y、Ba 和 Cu 的无机盐为出发原料,采用乳酸、α-甲基丙烯酸及二乙
烯三胺作络合剂,可以制得易于成膜且稳定性良好的无氟系 YBCO 溶胶。
(2)用 Sol-Gel 法在 Si 基板上制的钇稳定氧化锆(YSZ)和钛酸锶(STO)薄膜
作为 Si 与 YBCO 间的缓冲层是可行的。
(3)根据本文热处理过程的工艺探索,认为热处理气氛、气流量及处理温度是影
响薄膜质量及性能的重要因素,通过优化工艺过程,在钛酸锶(STO)单晶上制得
的 YBCO 薄膜表面质量良好,室温电阻 200Ω左右;而在预制了钛酸锶(STO)缓
冲层的 Si 基板上制备的 YBCO 薄膜的室温电阻为 300Ω左右。
(4)电子衍射表明 YSZ 作缓冲层制得的薄膜中具有 YBa2Cu4O8 超导结构。XRD
测试表明由溶胶制成的 YBCO 粉末具有 YBa2Cu3O7-δ超导结构。
关键词:YBCO,溶胶-凝胶(Sol-Gel),钙钛矿结构,缓冲层
本论文得到国家自然科学基金(50072018)资助
西安理工大学硕士学位论文
PREPARATION OF YBCO THIN FILMS BY SOL-GEL
PROCESS∗
Author:Ma Huaixiang Supervisor: Prof. Zhao Gaoyang
Abstract
YBCO high temperature superconductor film holds great promise for applications in
infrared detector,quanta interferometer and so the main methods of
preparing YBCO films have ron sputtering and laser this paper the
dense YBCO with perovskite structure were expected to be prepared by Sol-Gel
confecting methods of sol were discussed using anic salt as
precursors,and the FT-IR was adopted to analyse the chemical reaction and film forming
mechanism of stable sol. The techniques of preparing film buffer layers on Si were
SEM,TEM and XRD were adopted to study the crystal structure of films.
The influences of buffer layers,substrate and heat treatment condition on the crystal
structure and performance of the YBCO films were discussed. The results are listed as
follows:
(1) The anic acetate of Y, Ba and Cu were used as precursors, and
riamine,lactic acid and α-methacrylic acid plexing agents,