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物理学报 2018年第13期67卷 356-362页

作者：谢清连苏玲玲蒋艳玲唐平英刘丽芹岳宏卫陈名贤黄国华广西师范学院物理与电子工程学院南宁530001 桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004

报道了在铝酸镧(00l)衬底上生长tl-1223超导薄膜的快速升温烧结方法以及铊(tl)源陪烧靶的配比对tl-1223薄膜晶体结构的影响.扫描电子显微镜观测表明,采用快速升温烧结方法生长的tl-1223超导薄膜具有致密的晶体结构.X-射线衍射等测试表明... 详细信息

报道了在铝酸镧(00l)衬底上生长tl-1223超导薄膜的快速升温烧结方法以及铊(tl)源陪烧靶的配比对tl-1223薄膜晶体结构的影响.扫描电子显微镜观测表明,采用快速升温烧结方法生长的tl-1223超导薄膜具有致密的晶体结构.X-射线衍射等测试表明,采用合适配比的陪烧靶在氩气环境下可以制备出纯c轴取向的tl-1223超导薄膜,充氧退火后的薄膜具有较好的电学性能,其临界转变温度T_(c onset)达到116K,临界电流密度达到1.5MA/cm^2(77 K,0 T).实验结果表明,采用这一新的烧结方法制备tl系超导薄膜具有升降温时间和恒温时间短、生产成本低等特点.

关键词： tl-1223超导薄膜铝酸镧基片快速升温烧结方法

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tl-1223高温超导薄膜在不同衬底上的制备研究

Tl-1223高温超导薄膜在不同衬底上的制备研究

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作者：韩徐南宁师范大学

学位级别：硕士

高温超导体的发现,将超导体的工作温度从液氦温区提升到了液氮温区,使超导体的实用化程度得到极大增强。在各种类型的高温超导体中,tl系高温超导体具有临界转变温度高、临界电流密度大、微波表面电阻低和抗潮解能力强等诸多优点,使其在... 详细信息

高温超导体的发现,将超导体的工作温度从液氦温区提升到了液氮温区,使超导体的实用化程度得到极大增强。在各种类型的高温超导体中,tl系高温超导体具有临界转变温度高、临界电流密度大、微波表面电阻低和抗潮解能力强等诸多优点,使其在强电和弱电领域有着巨大的应用价值,是一种极具研究意义的信息材料。在强电领域可用于制造超低损耗的电气设备,如超导发电机、超导变压器和超导电缆等;在弱电领域可用于制造高性能的无源和有源电子器件,如超导滤波器、超导微带谐振器、超导混频器和超导红外探测器等。在tl系高温超导体的众多超导相中,tl BaCaCuO（tl-1223）超导相是其中物理参数较为优异的一种,将tl-1223超导体用于弱电领域的一项关键技术是制备出高质量的tl-1223超导薄膜,而tl-1223超导薄膜不能脱离衬底材料单独存在。本文选用不同类型的衬底材料,探究在其表面制备高质量tl-1223超导薄膜的工艺条件,以满足不同的应用场景,具体的研究内容及创新之处如下:1、探究了如何在蓝宝石单晶基片表面制备性能良好的Ce O缓冲层薄膜和tl-1223超导薄膜。在蓝宝石基片上制备tl-1223超导薄膜较为困难,目前对于此方面的研究非常稀少。首先探究了退火处理对蓝宝石基片表面形貌的改善情况,由实验得到了蓝宝石基片表面在退火前后的变化以及该变化对生长缓冲层的影响;接着探究了在不同沉积参数的作用下,缓冲层的生长情况,并对其进行退火处理,得到了在蓝宝石基片上生长缓冲层的最佳条件;然后讨论了在蓝宝石基片上制备tl-1223超导薄膜过程中的具体问题,对本课题组前期提出的快速升温烧结法中升温阶段进行改进和优化,根据各材料的物理性质设定合适的升温速率、根据超导相的形成规律调整以往的恒温方式,用于先驱膜的后退火过程以制备tl-1223超导薄膜。采用XRD、SEM等设备对所制备的缓冲层和超导薄膜进行表征,结果显示缓冲层具有高度的c轴取向性,表面平滑;超导薄膜具有一定的相纯度,表面具有明显的层状结构;超导性能较好,测得其临界转变温度约为111K,临界电流密度约为1.3MA/cm（77K,0T）。2、针对在无织构的Hastelloy合金基带上难以直接制备出纯c轴取向缓冲层薄膜这一问题,提出了一种对Hastelloy合金基带的预处理方法。该方法将Hastelloy合金基带置于高温环境下退火,使其表面得到均匀氧化。探究了采用不同的退火参数将Hastelloy合金基带进行退火预处理后,对在其表面制备缓冲层薄膜的影响。采用XRD和XPS设备对所制备的缓冲层及退火后的Hastelloy合金基带表面进行表征,XPS扫描结果显示,Hastelloy合金基带在O中采用一定的条件退火后,其表面有较多二价Ni离子存在,XRD衍射图谱中出现了某个基底衍射峰强度的增加。Hastelloy合金基带经退火后能够较容易地在其表面制备出c轴取向的缓冲层薄膜,从而为后续制备tl系高温超导薄膜铺垫了良好的基础。3、探究了如何在铝酸镧单晶基片表面制备高质量的tl-1223超导薄膜。对快速升温烧结法中升温阶段和恒温阶段进行改进和优化,既根据各材料的物理性质设定了非线性的升温速率,又根据超导相的形成规律设定了两段温度相配合的恒温方式,综合应用于先驱膜的后退火过程以制备tl-1223超导薄膜。采用改进的快速升温烧结法之后,能够在铝酸镧基片上制备出结晶良好、取向单一、表面致密、性能优良的tl-1223超导薄膜,测得其临界转变温度约为115K,临界电流密度约为2.2MA/cm。

关键词： tl系高温超导体 tl-1223超导薄膜蓝宝石 Hastelloy合金铝酸镧 CeO2缓冲层改进的快速升温烧结法

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tl-1223高温超导薄膜在蓝宝石单晶基片上的生长和性能研究

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人工晶体学报 2023年第4期52卷 629-635页

作者：韩徐金艳营曾立岳宏卫蒋艳玲唐平英黄国华谢清连南宁师范大学广西高校新型电功能材料重点实验室南宁530100 桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004

本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO_(2)缓冲层和tl-1223超导薄膜,研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示,蓝宝石基片经过... 详细信息

本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO_(2)缓冲层和tl-1223超导薄膜,研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示,蓝宝石基片经过退火后其表面形成具有光滑平台的台阶结构,同时基片的晶体质量得到了改善;本文所制备的CeO_(2)缓冲层和tl-1223超导薄膜具有较好的c轴生长取向,而且两者呈现良好的ab面内织构。SEM表征结果显示,生长良好的tl-1223超导薄膜呈层状结构,表面光滑平整、结构致密。在液氮环境下,测得所制备tl-1223超导薄膜的临界转变温度Tc约为111 K,临界电流密度Jc(77 K,0 T)约为1.3 MA/cm2。

关键词： tl-1223超导薄膜快速升温烧结法蓝宝石基片 CeO_(2)缓冲层磁控溅射临界转变温度

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