收藏本站
《苏州大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

脉冲激光沉积制备YBCO薄膜:激光诱生大颗粒的消除以及c轴择优外延生长研究

范俊  
【摘要】:目前,在超导器件应用方面,YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜是研究最多、也是最接近实用化的一种高温超导材料。有鉴于此,高质量的YBCO薄膜的制备技术和性能研究非常重要:一方面,可以用于基础物理和性能的研究,如超导机理和磁通钉扎等性能的探索;另一方面,可以制成各种功能独特的超导元器件,如约瑟夫逊结和隧道结以及微波器件等。 然而,制备高质量的YBCO薄膜仍然面临一些技术挑战,特别是对于脉冲激光沉积技术(PLD)外延生长YBCO超导薄膜存在以下两个难题:一、PLD特有的诱生大颗粒难以消除,从而造成薄膜粗糙、超导性能下降等,特别是超导微纳器件中大颗粒的存在会严重降低其性能;二、YBCO薄膜在各类单晶基片上择优取向难以精确控制,也会影响薄膜的电流传输特性。针对这两个难题,我们开展了以下的研究工作。 第一,消除PLD技术制备YBCO薄膜普遍存在的大颗粒现象。首先,通过大量的实验,总结出薄膜中大颗粒的产生规律。在此基础之上,我们发展了一种网格掩模技术,即在靶材和基片间插入一个合适的网格掩模,通过网格的尺寸和位置的调整,找到最佳的工艺参数,从而达到消除YBCO薄膜中从靶材溅射出来的大颗粒的现象。我们通过XRD、SEM、AFM等测量技术观察薄膜形貌。结果表明:该方法制备的YBCO薄膜与传统制备出来的薄膜的成相基本一致,其中网格有效地阻挡了从靶材中喷发的液滴(laser-induced particles)输运到基片上,因此,最终沉积的YBCO薄膜几乎观察不到大的颗粒,平整性也有很大的提高。 第二,不同单晶基片上外延生长c轴择优YBCO薄膜的技术及机制。首先,采用PLD在三种不同单晶基片上(MgO、SrTiO3、Si)沉积YBCO薄膜,通过工艺的优化、过渡层YSZ(yttrium-stabilized zirconia)的使用(主要在Si基片上)在三种基片上成功地制备出c轴择优的YBCO薄膜。然后,通过XRD测量技术对薄膜样品的晶体取向、微结构进行详细的表征,并结合其超导性能的测量,阐明性能与微结构之间的内在联系,并利用晶格匹配理论和界面能理论解释了薄膜的外延生长机制。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.2

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 漆汉宏,魏艳君,王天生,田永君;硅双晶结高温超导直流量子干涉器件[J];传感器技术;2001年01期
2 黄明强,陈烈,吴培均,杨涛,聂家财,刘贵荣,赵伯儒,赵忠贤,熊旭明,周岳亮;YBCO薄膜双晶结DCSQUID的研制[J];低温物理学报;1996年04期
3 徐晓冬;邾根祥;;高温超导薄膜衬底材料-SrTiO_3双晶的研究[J];低温与超导;2009年09期
4 金学军,李力;YBCO超导薄膜进氧脱氧过程的原位X射线衍射研究[J];功能材料;2000年03期
5 刘小虹,颜肖慈,罗明道,李伟;原子力显微镜及其应用[J];自然杂志;2002年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 朱东亮;原位外延生长YBCO薄膜及取向控制[D];苏州大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴桂芳,宋学平,刘勇,林伟,孙兆奇;衬底温度对溅射硅基铜膜(Cu/Si)应力的影响研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年03期
2 宋学萍,王佩红,孙兆奇;退火温度对溅射Al膜微结构及光学常数的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
3 徐庆安;张景文;杨晓东;巨楷如;贺永宁;侯洵;;生长温度对L-MBE制备的ZnO薄膜性能的影响[J];半导体光电;2006年03期
4 周勋;左长明;邹泽亚;廖秀英;姬洪;罗木昌;刘挺;赵红;;二次退火对p型GaN的应变影响[J];半导体光电;2008年03期
5 李建丰;孙硕;欧谷平;张福甲;;Liq/ITO结构表面与界面的AFM和XPS研究[J];半导体光电;2008年03期
6 王丽春;张贵锋;侯晓多;姜辛;;镀铜玻璃衬底上柱状多晶硅薄膜的制备[J];半导体光电;2009年01期
7 朱光耀;顾书林;朱顺明;;MOCVD ZnO缓冲层生长与退火研究[J];半导体技术;2008年S1期
8 郑明波,曹洁明,唐璐,常欣,邓少高,马贤佳,还大军,陶杰,徐国跃;自组装与纳米技术[J];微纳电子技术;2003年Z1期
9 闫勇刚,马强,黄俊杰,刘万里,孙大许,梁智永;基于AFM检测信息存储介质表面结构的研究[J];微纳电子技术;2005年03期
10 傅惠南,王宏霞,区仲荣;扫描探针制备技术的研究现状及发展[J];微纳电子技术;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周细应;徐祖健;刘延辉;徐洲;;磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜表面形貌分析[A];China SAMPE' 2008国际学术研讨会论文集[C];2008年
2 蔡珣;;可调的透明导电膜研究进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
3 孙福来;谭红琳;;溶胶-凝胶法制备ZnO:Al导电薄膜的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
4 安红娜;杨祖念;肖定全;余萍;刘志强;黄昕;;电化学法制备钼酸盐和钨酸盐薄膜的生长特性研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(10)[C];2007年
5 周萍;张永彬;黄火根;蒋春丽;;PLD在SrTiO_3(100)晶面沉积YBCO薄膜性能分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
6 李颖;李变晓;邹文俊;董企铭;毛协民;;电刷镀镍基纳米金刚石复合镀层制备工艺的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
7 何平;;纳米电子膜热加工可拓控制技术[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
8 徐胜;吴小山;;Gd掺杂YBa_2Cu_(3-x)Gd_xO_(7-δ)的微结构与临界电流密度[A];第九届全国X-射线衍射学术大会暨国际衍射数据中心(ICDD)研讨会论文摘要集[C];2006年
9 常迎梅;杨红果;马腾武;范丽娟;张海新;;基于AFM的煤体微结构研究[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(三)[C];2006年
10 肖忠良;刘丹;曹忠;王成峰;吴道新;尹周澜;陈启元;;Cd掺杂Zn_4Sb_3的热电性能的理论计算[A];2008年全国冶金物理化学学术会议专辑(上册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 雷洁红;锂氢同位素化合物性质的理论研究及其薄膜的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
2 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
3 陈建林;Al掺杂与Al-Sc共掺杂ZnO薄膜的制备、微观组织及光电性能[D];湖南大学;2009年
4 方家荣;高温超导混合磁悬浮轴承系统的研究与实验[D];中国科学院电工研究所;2001年
5 蒋亚东;电子聚合物气、湿敏特性及机理研究[D];电子科技大学;2001年
6 范志新;电子薄膜材料最佳掺杂含量的理论研究[D];河北工业大学;2002年
7 李晓云;金属膜电阻器稳定性的研究[D];天津大学;2003年
8 王学华;TiO_2薄膜的结构、特性及生长模式的研究[D];武汉理工大学;2003年
9 张国民;高温超导带材及线圈的交流损耗[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2003年
10 白永林;超高密度光盘存储关键技术的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冲;超导材料性质和半导体表面重构及表面合金性质[D];郑州大学;2010年
2 王文杰;氧化钛基光电子器件[D];郑州大学;2010年
3 姜雅丽;La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能的研究[D];郑州大学;2010年
4 程慧;正交相Y_2Mo_3O_(12)薄膜的制备及光吸收性能研究[D];郑州大学;2010年
5 陈伟绩;玻璃衬底上GaN和InN制备的研究[D];大连理工大学;2010年
6 刘丹;Zn-Sb纳米膜热电材料的脉冲电化学法制备及性能研究[D];长沙理工大学;2009年
7 王涛;镍/铁沉积薄膜微观结构及其特性的分子动力学研究[D];湘潭大学;2010年
8 孟庆蕾;提高有机太阳电池中空穴输出效率方法的研究[D];江南大学;2010年
9 邓其明;PECVD氮化硅薄膜的制备工艺及仿真研究[D];电子科技大学;2010年
10 郭正宇;黑硅材料的制备及特性研究[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马兴望,许伟伟,吉争鸣,尤立星,范世雄,吴家?,吴培亨;高温超导Josephson结混频器的分析研究[J];低温物理学报;2003年S1期
2 黄明强,陈烈,吴培均,杨涛,聂家财,刘贵荣,赵伯儒,赵忠贤,熊旭明,周岳亮;YBCO薄膜双晶结DCSQUID的研制[J];低温物理学报;1996年04期
3 赵成东,杨建清,于明湘,万发宝,平一梅,王瑞兰,宣毅,李宏成;高Tc超导薄膜双晶结光探测器[J];低温与超导;1997年02期
4 马全红,赵冰,张征林,朱争鸣;原子力显微镜中探针与样品间作用力及AFM的应用[J];大学化学;2000年05期
5 漆汉宏,田永君,王天生,郑东宁;高温超导双晶结垫圈型dc SQUID磁强计的研制[J];电子器件;2003年04期
6 彭章泉,唐智勇,汪尔康;化学力显微镜针尖修饰技术研究新进展[J];分析化学;2000年05期
7 鲍幸峰,方积年;原子力显微镜在生物大分子结构研究中的应用进展[J];分析化学;2000年10期
8 屈小中,史燚,金熹高;原子力显微镜在高分子领域的应用[J];功能高分子学报;1999年02期
9 万云,于明湘,贺庆丽,姚合宝,张湘云;高Tc超导GdBa_2Cu_3O_7薄膜弱连接双晶结研究[J];激光与红外;1998年03期
10 白春礼;微机控制的扫描隧道显微镜[J];科学通报;1989年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;价格信息汇集[J];化学工业;2011年05期
2 ;2011年5月上旬部分地区尿素批发价[J];化学工业;2011年06期
3 程学锋;;对大、小颗粒尿素的认识[J];氮肥技术;2011年03期
4 王军;姜晓丽;李维华;张敏;张瑞祥;郝先库;;大颗粒LSM的制备及表征[J];稀土;2011年03期
5 ;价格信息汇集[J];化学工业;2011年08期
6 戴乐;潘罗坤;张永洋;;药芯焊丝形成WC增强铁基耐磨堆焊层研究[J];热加工工艺;2011年11期
7 陈险峙;杨若琳;朱刚强;周剑平;吕丽;边小兵;刘鹏;;水热可控合成多面体BiFeO_3颗粒[J];无机材料学报;2011年07期
8 ;妈妈淘宝[J];父母必读;2011年09期
9 ;2011年6月上旬国际市场化肥价格[J];化学工业;2011年07期
10 贺涛;;钾石盐矿浮选法20万t/a农用氯化钾设备安装总结[J];化工矿物与加工;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵桂荣;赵高扬;张黄莉;;溶胶-凝胶法制备感光性YBCO凝胶薄膜的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
2 陈绍楷;周廉;王克光;吴晓祖;张平祥;冯勇;;添加CeO_2的PMP法YBCO组织结构特征[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
3 周萍;张永彬;黄火根;蒋春丽;;PLD在SrTiO_3(100)晶面沉积YBCO薄膜性能分析[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
4 刘敏;刘丹敏;董杰;赵跃;刘星;索红莉;周美玲;;单晶Ag基底上YBCO膜外延机理的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
5 李美亚;赵兴中;B.Ma;R.E.Koritala;U.Balachandran;;倾斜衬底沉积法在金属衬底上外延生长YBCO薄膜[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
6 邹小卫;王智河;张宏;;Na掺杂对MTG YBCO钉扎势U(T,H)的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
7 陶伯万;张鹰;陈家俊;刘兴钊;何世明;李言荣;;大面积双面YBCO高温超导簿膜的均匀性分析[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 赵跃;刘敏;董杰;梁锦霞;何嘉;索红利;周美玲;;等离子体表面处理对YBCO薄膜表面形貌的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
9 高之爽;胡行;刘大军;杨德林;郭郑元;李志成;王忠建;谢耀东;戴思聪;曾建晟;;YBCO纯化技术的工业应用[A];变压吸附设备技术交流会论文集[C];2004年
10 王三胜;韩征和;陈胜;史锴;杜鹏;裘蕾;王林;;YBCO覆膜导体制备新技术及其进展[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张孟军;第二代百米高温超导导线问世[N];科技日报;2005年
2 李禾;吕惠宾:让分子无处遁形[N];科技日报;2004年
3 ;超导列车——德国的梦[N];科技日报;2004年
4 彭展 彭森林;大颗粒硫酸铵受日本客户欢迎[N];中国石化报;2011年
5 本报记者 周芳燕;西北有色金属研究院超导材料研究取得突破性进展[N];中国高新技术产业导报;2002年
6 陈冀渝;大颗粒斑点坯料制备新工艺[N];广东建设报;2006年
7 付浩;国内首个大颗粒钾肥项目启动[N];中国化工报;2007年
8 文杰;中国首个大颗粒钾肥项目启动[N];农资导报;2007年
9 寇亚辉;国内最大的大颗粒钾肥生产线落户青海盐湖集团[N];青海日报;2007年
10 记者 曾峰;携手开拓颗粒钾肥市场[N];中华合作时报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘娟秀;YBCO高温超导薄膜器件研制及光化学/辐照特性研究[D];电子科技大学;2010年
2 蔡衍卿;高温超导材料液相外延生长过程中的取向控制以及热稳定性能的研究[D];上海交通大学;2008年
3 陶伯万;3英寸YBCO双面超导薄膜的外延生长和均匀性研究[D];电子科技大学;2003年
4 张黄莉;钇钡铜氧超导薄膜及其微细图形化新方法研究[D];西安理工大学;2009年
5 王文涛;无氟高分子辅助金属有机物沉积法制备高性能REBa_2Cu_3O_(7-z)超导薄膜[D];西南交通大学;2010年
6 秦玉洁;永磁轨道上高温超导块材YBCO的导向性能实验与仿真研究[D];西南交通大学;2009年
7 刘璐;YBCO块材组合在永磁轨道上方的动态性能实验研究[D];西南交通大学;2011年
8 杨德林;YBa_2Cu_3O_(7-x)氧扩散特性、应用及掺杂替代的基础研究——分子筛和透氧膜研究[D];郑州大学;2003年
9 方秀军;采用光辅助MOCVD方法生长YBCO薄膜和厚膜及其特性研究[D];吉林大学;2008年
10 彭麟;氧化物超导准多层的磁通钉扎和超导/铁磁异质结的近邻效应[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱东亮;原位外延生长YBCO薄膜及取向控制[D];苏州大学;2010年
2 刘宇;高温超导YBCO薄膜中纳米氧化物结构的制备与研究[D];南昌大学;2010年
3 高昶;低氟MOD法制备YBCO高温超导带材研究[D];电子科技大学;2011年
4 肖山;直流溅射法制备YBCO带材研究[D];电子科技大学;2010年
5 戴邵康;液相源金属有机物化学气相法制备YBCO高温超导薄膜[D];电子科技大学;2010年
6 严武卫;用化学溶液法快速制备YBCO超导薄膜的研究[D];陕西师范大学;2011年
7 王道云;磁控溅射法制备YBCO原子层热电堆薄膜研究[D];郑州大学;2011年
8 赫连豪;YBCO超导材料在天线中的应用研究[D];解放军信息工程大学;2011年
9 张宁;YBCO带材超导层的溅射生长研究[D];电子科技大学;2011年
10 万凤;顶部籽晶熔渗工艺制备YBCO高温超导块材的研究[D];陕西师范大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026