一、溅射气体中氩气含量对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)薄膜结构和T_c的影响（论文文献综述）
杨超[1]（2021）在《人工纳米结构高温超导绝缘相变研究》文中提出自发对称破缺与元激发是凝聚态物理的基石,在此基础上的相变以及临界现象是凝聚态物理的经典阐释,如超导相变、超流相变、铁磁相变等都可以在朗道热力学相变的理论框架下进行理解。随着理解的深入,两类相变被认为是超越了与自发对称破缺有关的朗道相变的范式,一类是拓扑相变,另一类是超导-绝缘体相变等所代表的量子相变。在二维超导体系中,绝对零度下的基态除超导态和绝缘态外,量子金属态是否存在是国际学术界三十多年来悬而未决的难题;以及在高温超导体系中,量子临界区的奇异金属与普朗克耗散也是凝聚物理学的研究热点。以此为背景,本文在人工纳米多孔结构高温超导钇钡铜氧（YBCO）薄膜中,系统地研究了超导-量子金属-绝缘相变,首次完全证实了量子金属态的存在,并详细研究了量子临界区标度不变性的性质,并首次在玻色子体系中发现了奇异金属态,揭示了耗散对量子体系的影响,主要包括以下三个方面:（1）通过转移纳米蜂窝结构的多孔氧化铝（AAO）模板到高质量的高温超导YBCO薄膜上,采用反应离子刻蚀方法制备YBCO多孔薄膜。通过调控反应离子刻蚀时间,实现了YBCO多孔薄膜的超导-量子金属-绝缘相变。量子金属态存在的直接证据是体系的电阻随着温度降低表现出饱和特性,YBCO多孔薄膜的电阻饱和温度高达5 K,远远高于常规超导体系,提升量子金属态的稳定性和实验结果的可信度。调控YBCO多孔薄膜的无序度绘制了超导-量子金属-绝缘相变的完备相图。（2）通过系统的极低温变磁场下的电学输运测试,发现超导态、金属态与绝缘态这三个量子基态都有与库珀对（玻色子）相关的h/2e周期的超导量子磁通振荡,表明量子金属态与载流子为费米子的传统金属不同,是玻色金属态,因此揭示出玻色子对量子金属态的形成起主导作用。本论文通过测试不同量子态的量子振荡振幅随温度的变化系统研究了量子相位相干性衍化。实验发现,具有量子金属态效应的YBCO多孔薄膜,量子振荡振幅随温度的降低先迅速增大然后在低温下饱和。进一步分析揭示出振荡振幅饱和对应于相位相干长度饱和,是量子金属形成的一种可能的机制。振荡在低温下饱和可能来源于某种退相干机制或耗散效应。此外,在量子相变点附近的绝缘态观测到了h/4e量子振荡的实验迹象,这种h/4e量子振荡可能揭示了一种新颖的量子态（Charge-4e态）,与配对密度波有关,由条纹超导态激发导致。（3）本文进一步发现了在YBCO多孔薄膜中的量子临界点附近存在奇异行为,表现为电阻随温度线性变化,称为玻色奇异金属态。与费米子（奇异金属态）的散射频率1/τ到达普朗克耗散极限k BT/?类似,通过线性电阻温度曲线的斜率,计算出玻色载流子的弛豫频率也到达了普朗克极限,这说明普朗克耗散是普适的,超越粒子统计规律的。在量子临界区附近的磁电阻也是线性,且满足标度不变特性,揭示了耗散过程在玻色子的量子相变中起到了重要作用。该耗散过程不仅在固态材料中会引起奇异的输运过程,也会在冷原子的输运中体现。本文的研究将奇异金属扩展到玻色子系统,这表明在没有准粒子的量子物质中存在普适的输运规律,为耗散量子体系提供了基础性研究的价值和意义。
杨帆[2]（2021）在《双面双轴织构YBCO涂层导体MOCVD工艺的研究》文中研究指明YBCO高温超导涂层导体（或YBCO带材）具有载流能力强、机械性能好和在场性能优异的特点,在强电领域具有非常重要的价值,并成功应用于传输电缆、限流器、强磁场以及风能发电机等的研制。但如何进一步优化YBCO带材结构与性能仍是目前所面临的挑战。本文在优化后的金属有机物化学气相沉积系统（MOCVD）的基础上,进行双面双轴织构的Y（Gd）BCO带材的研究,具体内容如下:1、MOCVD系统中的基带电加热装置的优化。首先,对基带边缘与电刷之间的接触点进行力学分析,研究基带厚度对接触点电学稳定性的影响。然后,重新设计电加热装置的结构,保证基带与电刷之间接触点的电学稳定性;同时,采用滑轮组结构,防止基带在水平方向打滑。最后,分别采用100μm和62μm基带制备Y（Gd）BCO薄膜。采用62μm基带制备得到的带材的工程临界电流密度Je（77K,自场）达到101 A/mm2,是前者的2倍。2、Y（Gd）BCO薄膜的制备工艺研究。沉积速率的适度提高可消除薄膜中存在的CuYO2析出物,改善薄膜织构并提高临界电流密度Jc。加热电流过低时,薄膜中存在富Cu析出物和a轴晶粒;随电流增高,析出物减少,a轴晶粒消失;继续提升电流,薄膜中又出现析出物。当Cu金属有机源的配比较低时,薄膜中存在孔洞,导致Jc值的下降;提高Cu源配比,可消除孔洞,但易导致薄膜中出现富Cu析出物。当沉积速率、加热电流分别为520 nm/min、23.7A,YGdBaCu源的摩尔比为0.8.82.83.3时,制备得到的薄膜织构与性能最优,其面外半高宽为1.44°、面内半高宽为2.58°,薄膜表面平整,没有析出物产生,Jc达到4.5MA/cm2。3、高Je双面Y（Gd）BCO带材的研究。首先,采用双喷淋头设计,研究双面带材的制备工艺。然后,采用多层薄膜结构,克服单次沉积厚膜性能较低的问题。最后,在双面结构的基础上制备多层薄膜,进一步提高带材的Je值。制备得到的250 nm双面带材的Je性能达到342 A/mm2。进一步制备得到的双面1μm厚膜的面外半高宽均低于1°、面内半高宽均低于2.3°,带材的Je值从342 A/mm2上升到900 A/mm2。
段天峰[3]（2020）在《脉冲激光沉积技术制备（Cu,C）Ba2Ca3Cu4Oy薄膜及其超导性质的研究》文中进行了进一步梳理自1911年昂尼斯发现超导现象以来,超导一直都备受关注,它以其独特的魅力吸引着无数科学家为之前赴后继。对室温超导材料应用的想象,激励着一代又一代超导人不懈奋斗。现有已发现的超导体中,常压下临界温度超过液氮温度的超导体只有铜氧化物。就应用的角度而言,超导材料工作在液氮温度比在液氦温度,运行成本将大大降低,因此铜氧化物超导体寄托着人们对超导材料大规模工业化应用的期望。目前,已实现商业化的无毒铜氧化物超导材料只有Bi系和REBCO系(YBa2Cu3O7-δ,GdBa2Cu3O7-δ等),Bi系超导线材高磁场下在液氮温区不能使用,相比之下,REBCO系超导带材超导应用性能更好,适合在更高温度下大规模应用。（Cu,C）Ba2Ca3Cu4Oy[（Cu,C）-1234]是临界温度和不可逆场都比REBCO系更高的铜氧化物超导体,多晶的（Cu,C）-1234只能通过高压合成技术制备,无法实现工业化应用。如果能使用REBCO系超导带材制备工艺实现（Cu,C）-1234薄膜的应用,其研究将具有非常大的应用价值。这也是本实验之所以选择（Cu,C）-1234进行薄膜制备及超导性质探索的原因。最终,借助于自主设计、升级的气路系统,我们生长出稳定且成相温区较宽的a轴取向的（Cu,C）-1234薄膜;优化条件后制备出具有目前最高零电阻温度的（Cu,C）-1234超导薄膜,其不可逆场Hirr和临界电流jc均得到明显提高;此外还首次确认（Cu,C）-1234超导薄膜中CO32-根基团的存在,且该基团对薄膜的临界温度有明显的调制作用。具体论文内容包含以下六个章节:第一章,论文首先对超导的发展做了简单介绍,包括超导唯象理论和微观BCS理论,并介绍了不同超导材料体系,如重费米子超导、铁基超导等,其中对铜氧化物超导体做了着重介绍。然后,回顾了铜氧化物和铁基高温超导线、带材的研究现状,分析了作为第二代高温超导带材代表的铜氧化物REBCO系在应用方面的优势。最后对（Cu,C）-1234超导材料的晶体结构,Tc掺杂不敏感以及较高不可逆场的特点做了详细介绍。第二章是关于薄膜制备技术和表征手段的介绍,首先对常用的薄膜制备技术做了简单介绍,如溅射沉积法、分子束外延等,并对我们实验中使用的脉冲激光沉积（PLD）系统做了详细的叙述,包括对原先沉积系统的气路所做的升级改造。最后,对实验中所涉及的薄膜样品表征手段做了仔细介绍。第三章是探究PLD技术生长条件对（Cu,C）-1234薄膜的影响,发现薄膜成相的温区有70 K宽,选择合适的基片及沉积温度非常重要;所选的基片只有满足其晶格参数比材料的略小一些,才能在其上面获得成相的薄膜;生长时间的延长会降低薄膜表面的平整度且对薄膜中Cu含量有影响;不同的退火温度对薄膜的相影响不大,即使退火温度很高也不会导致薄膜相的分解。此外,我们也总结了相关实验中所得的其他有意思的结论,如非原位退火的结果等。第四章介绍了薄膜生长过程中,通过引入不同气流量的CO2,获得一系列a轴取向（Cu,C）-1234超导薄膜,通过对薄膜做详细的输运和磁化表征,发现CO2气流量直接影响薄膜的临界温度,对薄膜的中红外透过率分析表明（Cu,C）-1234薄膜中存在CO32-根基团,且CO32-根基团的相对含量与CO2气流量正相关,并对薄膜的零电阻温度有明显的调制作用。在第五章里,我们对迄今为止具有最高零电阻温度的a轴取向（Cu,C）-1234超导薄膜进行了输运和磁化测量,数据表明:无论是临界温度还是不可逆场,该薄膜都优于之前文献中报道过的结果,其超导性能更好。我们给出了该薄膜超导性能提高的可能原因,并提出了利用PLD技术进一步生长出c轴取向的（Cu,C）-1234超导薄膜的可能途径。最后一章是对全文的总结和对该实验的展望。
尹伊倩[4]（2020）在《大尺寸高性能SmBCO块材制备和高热稳定性NdBCO薄膜籽晶研究》文中认为高温超导材料因其独特的物理性能和巨大的应用潜力受到广泛关注。在这些材料中,REBa2Cu3O7-?（REBCO或RE123,RE指的是Y、Sm、Gd和Nd等稀土元素）超导体具有高捕获磁场,在诸如超导储能、磁性轴承和磁悬浮运输等方面有很大的应用潜力,而应用的前提是能够批量制备大尺寸、高性能的块体材料。YBCO作为最早发现的REBCO系高温超导体,其制备工艺成熟,已经实现了批量生产和商业化应用。相比于YBCO,Sm BCO的超导转变温度（Tc）和临界电流密度（Jc）要更高,无疑是更有潜力的高温超导材料。然而,Sm BCO体系的脆性、高熔点和Sm/Ba替代等问题,使得批量制备大尺寸高性能Sm BCO较为困难。因此,探索在空气条件下用简单可靠的方法制备大尺寸高性能Sm BCO块材和寻找高热稳定性的籽晶材料,对于推进该超导体的工业应用具有十分重要的意义。本文的研究工作可以分为两个部分:一、使用一种无预置Sm211相的富钡前驱体粉末Sm2O3+Ba3Cu4O7（Ba-rich modified precursor powder,BMPP）和分层富钡的前驱体粉末（Layered&Ba-rich modified precursor powder,LBMPP）制备Sm BCO块材,来抑制Sm/Ba替代、宏观偏析和Sm2Ba Cu O5（Sm211）粗化等问题,从而提高块材超导性能。用BMPP法,我们在空气条件下制备了直径为24 mm,冻结磁场为0.5374 T,磁悬浮力为51.5 N的Sm BCO单畴块材,也对该类样品性能提高的机制做出了解释。我们用光学显微镜和SEM对LBMPP大样品的微观结构进行观察,发现该法有效地细化了Sm2Ba Cu O5（Sm211）颗粒,而RE211的细化是提高REBCO超导性能的一个重要途径,因此可以合理推测LBMPP大样品的超导性能更优异。在生长过程中我们发现样品易开裂,在做了大量的对比实验后,采取延长升温阶段的保温时间、不使用液相源等措施,有效改善了开裂问题。二、创新性地把REBCO二维薄膜的过热特性与镁掺杂效应结合起来,提出了一种新型的Mg-Nd BCO/YBCO/Mg O薄膜。作为籽晶,该薄膜耐受了1128℃的高温（比Nd BCO的包晶熔化温度高43℃）并成功诱导了Sm BCO块体的生长,据我们所知,这也是目前为止REBCO籽晶材料在冷籽晶法诱导块材生长中所能承受的最高温度。我们也对这种新型薄膜的结构和高热稳定性之间的关系作出了解释。通过第一项工作,希望对其他大尺寸、高性能、高熔点REBCO晶体的生长提供启发,也能对以后类似的脆性功能氧化物材料的制备提供参考。此外,新型Mg-Nd BCO/YBCO/Mg O薄膜也有望用来诱导生长其他高熔点REBCO材料,实现回收失败块材、批量生长等需要高热稳定性的工艺。最后,也希望第二项工作中薄膜的提出能给其他高热稳定性薄膜的研发提供一些启发。
黄景丰[5]（2020）在《铁硒碲超导薄膜的缓冲层效应及其离子交换法制备》文中研究指明超导体具有特殊的零电阻、完全抗磁性和约瑟夫森效应,在强电和弱电应用领域得到诸多应用并展现出诱人的前景。理解超导机理有助于提升超导体的超导临界温度和扩大超导应用,但是目前关于高温超导机理的解释仍然存在着争议。铁基超导体这一新型高温超导材料的发现无疑为超导研究提供了重要的契机,而“11”体系铁基超导体FeSe1-xTex（FST）更是因其简单的结构和无毒特性而备受科研人员的关注。相较于块材,FeSe1-xTex薄膜有着特殊的二维特性和界面效应,因此表现出独特的传输特性以及可调控的物性。本文以FeSe1-xTex超导薄膜为研究对象开展两个方面的实验,一个是利用脉冲激光沉积制备具有不同Ce O2、Ti O2缓冲层厚度的SrTiO3/Ce O2/FeSe0.5Te0.5和SrTiO3/Ti O2/FeSe0.5Te0.5薄膜样品并进行表征测试,另一个是开发出基于Te-Se离子交换法来制备高质量FeSe1-xTex薄膜的新方法,主要研究结果如下:1、利用脉冲激光沉积技术,首先在SrTiO3（001）衬底上生长0-60 nm的Ce O2（或0-220 nm的Ti O2）作为缓冲层,然后再生长65 nm厚的FeSe0.5Te0.5超导薄膜。结构表征结果表明,样品中缓冲层薄膜和FST薄膜均沿着c轴外延生长,具有优异的结晶质量,基本没有晶格缺陷,样品表面平整光滑,界面清晰可见。电学测试结果显示,在SrTiO3衬底和FST薄膜间加入缓冲层能够显着提升FST的超导性能,加入一定厚度缓冲层的SrTiO3/buffer/FST样品具有17 K以上的超导转变温度,表现出优异的超导性能。此外,随着缓冲层厚度的增加,FST薄膜的c轴晶格常数和超导转变温度Tc均呈现出先上升后下降的变化趋势,并且都在特定的缓冲层厚度下表现出最大值。这源于缓冲层厚度的改变可以调节FST薄膜/衬底之间的晶格匹配度以及FST薄膜受到的应力。最后探讨了FST薄膜的c轴晶格常数和超导转变温度Tc间的线性相关关系并进行理论分析,为进一步探究FST超导机理提供了重要的信息。相较于传统的改变不同衬底来探究FST薄膜超导性能的变化,本文改变缓冲层厚度的方案能够避开多参数对结果分析的干扰且具有单一变量连续可调的优点。2、本文开发出基于Te-Se离子交换法的制取高质量FeSe1-xTex薄膜的新方式。首先选取具有相同结构的Fe Te薄膜作为前驱材料,前驱Fe Te晶体中弱结合的Te离子在热扰动下会脱离晶格,而层状框架保留下来,然后一定溶度Se蒸气中的Se离子会进入晶格对应的缺位,发生Te-Se离子的交换,持续的离子交换最终形成FST超导薄膜。通过调控离子交换时的退火温度、保温时间等工艺参数,我们成功制得具有16.5 K的高超导转变温度的FST薄膜,并且样品仍然保持光滑平整的表面。此外,对离子交换技术扩散机理进行探究,我们发现离子交换过程中Se离子能够沿着c轴穿过Fe Te层扩散进入晶格,这源于Fe Te薄膜仅由Fe Te层组成且具有较短的c轴晶格常数。本文的离子交换法为易分解和易挥发样品提供了一种间接制取目标材料的方式,同时也为精确控制样品成分和保存样品提供了新思路。
胡卫[6]（2019）在《电子型铜氧化物及尖晶石钛氧化物超导物性的研究》文中进行了进一步梳理高温超导作为凝聚态物理最核心的领域之一,它的魅力主要表现在两个方面。其一,顾名思义,它的超导转变温度Tc很高,这一点极大地打开了超导的潜在应用空间。其二,它的电子与电子之间存在着强关联,这一点将高温超导机理与如今凝聚态理论中最核心的领域——强关联物理,紧密地联系了起来。对于高温超导机理的研究,目前主要面临着两个问题。一是当前没有一个合适的描述强关联体系的微观理论。二是高温超导的物性非常复杂多样,同时存在着多种有序态:反铁磁、电荷密度波、向列相等,这使得实验中往往难以只针对它们中的一个进行调节,从而难以很好地定出它们与Tc之间关系。因此,在研究高温超导机理的过程中,一方面,我们可以继续发展理论以找到对强关联体系合适的描述,或者发展实验技术手段以实现对材料性质的严格调节。另一方面,我们也可以在其它体系中寻找导致高温超导的线索。众所周知,约翰·巴丁、里奥·库伯和约翰·施里弗在1957年建立的BCS理论,已经成功地描述了金属、合金和简单化合物等非强关联体系中的超导电性。BCS理论虽然不能完整地描述高温超导电性,但其中最为核心的电子配对思想依然适用,只是目前我们还没能完全理解高温超导的配对机制。本文研究的内容主要围绕配对机制展开。第一阶段,我们针对电子型铜氧化物的配对对称性进行了研究。第二阶段则主要集中于研究与高温超导有互补性的尖晶氧化物超导体。以下是本文所取得结果的简介:Ⅰ.我们研究了最佳掺杂电子型铜氧化物La2-xCexCuO4（x=0.105）磁通液态的霍尔电阻变号行为。定性和定量的分析都指出La1.895Ce0.105CuO4中电子带和空穴带之间的耦合为弱耦合。而且在完全不考虑耦合的情况下,空穴带的超导转变温度Tc更高,电子带的上临界场Hc2则更大。这一结果支撑了关于最佳掺杂电子型铜氧化物为双能隙超导的观点:空穴带的配对对称性为d波,电子带的配对对称性为s波。因此,这一结果也指明了我们在分析最佳掺杂电子型铜氧化物超流密度随温度变化的行为时,需要考虑这一双能隙模型。Ⅱ.我们发现尖晶石氧化物超导体LiTi2O4-δ的超导特性,与电子型铜氧化物电子带的非常相似,这表明了Li Ti2O4-δ的库珀对配对方式也有非常规的特征。通过离子液体电化学调控将Li Ti2O4-δ的Tc连续地从～11 K调至了～14 K后发现,Li Ti2O4-δ的Tc与它的线性电阻密切相关。Ⅲ.我们通过脉冲激光沉积薄膜生长技术,成功地在具有莫特绝缘属性的尖晶石氧化物MgTi2O4中压制了轨道序,进而实现了超导。该超导体具有如下特征:零温上临界场超过了泡利极限（Pauli limit）;Tc与c轴长度密切相关。这进一步显示了尖晶石氧化物超导体的配对机制可能是非常规的。相比于铜氧化物超导体,尖晶石氧化物超导体的正常态没有那么复杂,薄膜生长流程也更为简单,适合更多的团队开展研究。
钱俊[7]（2019）在《REBCO超导单晶/块体/膜制备中的元素替代及取向生长研究》文中认为REBa2Cu3O7-δ（RE123 or REBCO,RE=Y,Sm,Nd,La等）高温超导体一直以来都是超导领域的重点研究对象。高品质的掺杂单晶、具有复合结构的超导膜以及高性能的超导块材对于基础研究和实际应用是至关重要的。然而,在元素替代方面:掺杂单晶的均匀性有待进一步提高;易发生RE/Ba替代的LaBCO体系的块材生长问题悬而未决。在取向生长方面:具有两种a轴晶粒的c轴超导膜无法重复可靠地制备;由生长动力学主导的生长速度各向异性缺少实用性研究。本论文结合REBCO超导材料的生长理论,展开了关于REBCO超导材料的元素替代及取向生长研究。具体的研究内容及结果如下:1、高质量、大尺寸的YBCO掺杂单晶是进行物理、化学性质精确表征所必需的,对于超导机理研究具有重要意义。然而迄今为止报道的单晶缺乏良好的均匀性。本论文中,我们理论分析了传统方法生长的掺杂单晶均匀性差的原因,独辟蹊径地提出使用铁添加的氧化钇坩埚生长YBa2(Cu1-x-x Fex)3O7-δ（Fe-Y123）单晶。由于该坩埚可以自发地平衡溶液中掺杂元素的浓度,因此Fe-Y123单晶的均匀性得到了明显的改善。这种掺杂物添加的坩埚具有普适性,也可以应用到其他掺杂晶体的生长中。2、许多功能氧化物的生长都涉及到包晶反应。在反应过程中,低温相包裹住高温相,阻止其与液体充分反应,导致了包晶反应的不完全性,这严重阻碍了材料制备的工业化发展。但是针对这一问题的研究寥寥可数。我们在顶部籽晶熔融法生长Fe-Y123准单晶过程中观察到了近完全包晶反应现象,并对Co、Ni、Mn、Cr、Zn的元素替代进行了系统研究,在一定程度上理解了近完全包晶反应的机制:Fe、Co、Ni、Mn元素的掺杂使得Y123的熔化势垒提高,原先的连续熔化形核生长过程转变为瞬间熔化形核的突变,从而导致了近完全包晶反应现象。此工作为解决不完全包晶反应的难题、促进材料的工业化生产提供了新思路。3、LaBCO的理论超导转变温度为REBCO体系中最高,同时La的价格为REBCO体系中最低,在超导的实际应用方面极具竞争力。目前LaBCO的制备存在两个问题,一是块材生长对条件极其敏感,二是La/Ba元素替代难以抑制。本论文中,我们结合溶解度曲线及生长动力学,阐明了体系过饱和度过大对LaBCO单畴块材生长的负面影响。通过提高前驱体中的钡铜比、减少La422相的含量,降低了体系的过饱和度,首次得到了完全长满的LaBCO单畴块材。同时,研究了冷速对La/Ba元素替代的影响,发现较大的冷速有助于抑制La3+对Ba2+位的替代。此工作为今后实现大尺寸、高性能LaBCO的制备积累了经验。4、YBCO的外延膜结构非常丰富,从中有可能发现新的物理现象、开发出新的应用领域。对此,实现各种膜结构的人工调控是首当其冲需要解决的。本项工作中,我们评估了补充溶剂材料的添加量（?m）和熔化保温时间（?tm）对溶液过饱和度的调节作用,发现?tm具有更宽的调节范围,首次演示了YBCO膜取向结构在过饱和度影响下的连续转变。借助于此工作的结果,可以实现各种膜结构精准、重复、可靠的制备,为YBCO膜的发展夯实了基础,还可以为其他材料的外延膜结构人工调控提供借鉴。5、在YBCO块材的制备领域,人们开发了许多生长技术用于提高块材性能、增大块材尺寸,但在实际操作时有些技术缺乏经济性与便利性。本论文中,我们利用取向生长的各向异性,创造性地构造出一种新颖的籽晶/中间层结构——面内取向为45o的薄膜籽晶并结合具有潜在[110]边界的中间层。该结构先后在中间层和前驱体上实现了两次快速生长,使得块材的c畴生长区显着增大、性能提升10%。此工作不仅提出了一种有效提高块材性能的新途径,而且为取向生长的实际应用提供了启示。本论文所开展的工作为生长掺杂单晶提供了新思路,为近完全包晶反应的研究打下了基础,为LaBCO的深入研究创造了条件,完善了YBCO液相外延膜制备中过饱和度的精细调控,为REBCO块材性能的提高创造了新途径。希望借助于这些新想法、新思路、新途径,可以为其他功能材料的基础研究及实际应用提供启示。
陈桢妮[8]（2018）在《(Y1-xGdx)Ba2Cu3O7-δ涂层导体的MOD制备及应力调控研究》文中研究表明最近几年来,高温超导涂层导体在电力、信息、交通等多个应用领域有着巨大的前景,备受关注。其中第一代高温超导带材铋系超导涂层导体（BSCCO）和第二代高温超导带材钇系超导涂层导体（YBCO）,是目前最具有产业化前景的两个超导系列。与铋系涂层导体（BSCCO）相比,钇系涂层导体（YBCO）的超导性能更高且制备成本更低,因此钇钡铜氧（YBCO）高温超导材料成为了该领域的研究热点,具有极高的应用价值。但是传统的制备工艺因生产成本、环境污染、性能等因素,限制了其迅速发展,并且涂层厚度的增加而导致的“厚度效应”使其超导性能退化严重。因此,本论文采用无氟MOD法高效制备YBCO超导涂层,并对工艺进行优化,且通过Gd掺杂研究YBCO涂层的应力调控机制,探索克服“厚度效应”的有效手段。YBCO涂层的制备方法多样,本文采用无需高真空条件、设备要求简单,且容易控制成分的无氟MOD法,通过聚合物辅助在铝酸镧（LAO）基底上制备YBCO薄膜,优化制备工艺参数,调整提拉速度和镀膜次数,比较热处理温度对涂层的影响,得到本实验条件下性能更佳的YBCO涂层。并通过Gd掺杂实验,得到一系列不同掺杂比例的Y1-xGdx BCO涂层,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱仪（Raman）分析涂层的生长取向、微观形貌以及晶格振动特征,系统地研究Gd掺杂对应力调控机制。实验发现,随着Gd掺杂比例的增加,晶体的晶格常数变大,导致膜内的张应力增加,涂层的c轴取向也随之升高;但是随着Gd含量的进一步增加,会使涂层结构恶化,性能下降。结果表明,当Gd:Y的掺杂比例为1:1时,涂层的c轴晶粒取向最佳,可以有效克服厚度效应。
汪婷[9]（2018）在《激光CVD外延生长SmBCO超导薄膜的研究》文中认为第二代高温超导REBa2Cu3O7-δ（REBCO）薄膜具有强载流能力、高不可逆场及良好的机械性能等特点。SmBCO作为REBCO体系中的一种,与传统的超导材料YBCO相比其临界转变温度及临界电流较高,在电力传输、电能存储、强磁场等领域有着非常广阔的应用前景。目前,在第二代超导薄膜制备过程中仍然存在大量的瓶颈问题需要解决,如薄膜中组分不易控制、沉积速率低、薄膜中非c轴取向晶粒及其他杂相颗粒的形成、带材缓冲层结晶性差等,这些问题严重影响了超导薄膜的性能及制备成本,因此,研究如何提高SmBCO超导薄膜的性能及降低其制备成本具有十分重要的意义。激光化学气相沉积法（Laser chemical vapor deposition,Laser CVD）作为一种薄膜制备的新型方法,其能够快速沉积高质量氧化物薄膜,因而其在第二代高温超导带材开发方面具有巨大实用前景。本研究所采用自主研发的激光CVD是在传统有机金属化学气相沉积系统（MOCVD）上引入大功率连续激光,利用其光、电协同效应来促进制备薄膜中的化学反应,进而提高沉积速率。使用激光CVD在LaAlO3（LAO）单晶基板和LaMnO3/MgO/Gd2Zr2O7-Hastelloy带材上外延生长SmBCO薄膜、SmBCO/Sm2O3双层膜。研究了不同工艺参数对薄膜物相、面内外取向、外延模式、显微结构、沉积速率等的影响。首先,采用未加激光的MOCVD系统在LAO单晶基板上制备SmBCO外延薄膜,Sm（DPM）3、Ba（DPM/TMOD）2和Cu（DPM）2三种金属螯合物作为前驱体,通过研究前驱体挥发摩尔比、沉积温度及沉积压强对SmBCO薄膜的元素组成、相组成及微观结构的影响,为激光CVD制备SmBCO薄膜提供理论基础。在三种前驱体的挥发摩尔比为1:5.12-5.54:2.16-2.82时,制备出无杂相的c轴SmBCO外延薄膜。在低的沉积温度及高的沉积压强下,SmBCO薄膜中会出现a轴取向晶粒。当沉积温度为1075 oC,沉积压强为600 Pa时,SmBCO薄膜的面内取向最佳,其φ扫描的半高宽（FWHM）仅为1.2o,沉积速率为6.6μm·h-1。为了进一步提高SmBCO的制备速率和结晶质量,采用激光CVD在（100）LAO单晶基板上外延生长SmBCO薄膜,研究了沉积温度、氧分压、膜厚对薄膜结构与性能的影响。研究结果表明,高沉积温度及低氧分压有利于c轴SmBCO薄膜的生长。在沉积温度为740 oC,氧分压为250 Pa时,SmBCO薄膜表现出较好的c轴取向,且薄膜面内取向具有较高的一致性,φ扫描的FWHM仅为1.1o,与MOCVD法相比,激光CVD的沉积速率有所提高,可达8.7μm·h-1。当薄膜厚度从0.47μm增加至2.72μm时,SmBCO薄膜的生长取向由完全的c轴取向逐渐转变为a轴和c轴共存,其中厚度为1.06μm时,SmBCO薄膜具有最优c轴取向,其φ扫描的FWHM为1.07o。c轴取向的SmBCO薄膜与LAO基板的面内外延生长关系为:SmBCO[100]//LAO[010]和SmBCO[010]//LAO[001]。并进一步研究了激光CVD沉积SmBCO薄膜的晶体结构、微观形貌及超导性能之间的相互关系,SmBCO薄膜中无a轴取向的晶粒及杂相时,其临界转变温度可达89.5 K,在77 K自电场下的临界电流密度为1.92 MA/cm2。通过对比激光CVD与MOCVD外延生长SmBCO薄膜的结构及制备原理,发现激光CVD可以提高制备SmBCO薄膜的效率,降低制备成本,表明激光CVD技术的应用有助于实现REBCO薄膜的商业化。采用激光CVD在LaMnO3/MgO/Gd2Zr2O7-Hastelloy合金带材上外延生长SmBCO薄膜,研究了沉积温度及氧分压对SmBCO薄膜的影响。随着沉积温度的增加,外延生长取向逐渐由a轴、c轴共同取向转变为完全c轴,其中最佳沉积温度范围为740-760°C。c轴取向的SmBCO薄膜φ扫描FWHM最小值为5.1o,比在LAO单晶基板上制备的SmBCO的FWHM（1.07o）大,面内取向一致性较差,这与Hastelloy合金带材上缓冲层结晶性较差有关。氧分压在100-250Pa范围内,SmBCO薄膜为c轴取向,当氧分压达到300 Pa时,SmBCO薄膜中出现a轴取向晶粒。其中沉积温度为760°C、氧分压为200 Pa时,SmBCO薄膜具有较高临界转变温度（87.6 K）,临界电流Ic及临界电流密度Jc分别为86A/cm-w、0.45 MA/cm2（77 K,无外加磁场）。通过对LAO单晶基板和LaMnO3/MgO/Gd2Zr2O7-Hastelloy带材的激光加热原理分析对比,发现在Hastelloy带材上制备SmBCO超导薄膜所需激光功率低,升温速率快。为了提高SmBCO在LaMnO3/MgO/Gd2Zr2O7-Hastelloy带材上的结晶质量,选用Sm2O3作为缓冲层,采用激光CVD在Hastelloy金属缓冲带材上制备Sm2O3/SmBCO双层薄膜,即在现有合金带材的缓冲层上先沉积一层Sm2O3缓冲层,再进行超导层沉积。在740-760 oC温度区间内,Sm2O3缓冲层均为c轴取向,结晶性良好,晶粒颗粒尺寸均匀,这与SmBCO薄膜的沉积温度区间相近,为一步法制备SmBCO/Sm2O3双层薄膜提供了重要的制备前提。在Sm2O3缓冲层上制备的SmBCO薄膜的φ扫描的FWHM值显着降低,说明SmBCO薄膜的面内取向一致性得到了明显改善,且具有较高的沉积速率(11.0μm·h-1)。
张宇生[10]（2018）在《BiFeO3和LaAlO3掺杂的钇钡铜氧超导复合薄膜的结构和性能研究》文中指出钇钡铜氧(YBa2Cu3O7-δ,YBCO)材料薄膜有着出色的超导性能,在电能传输、清洁能源开发、军事国防、物理勘探、磁悬浮技术等领域有着巨大的应用空间。在电能传输方向上,人们经常利用掺杂的方法将其它材料掺入到YBCO中,制备成复合薄膜,用于提升YBCO薄膜的载流输运能力。由于掺杂材料的种类具有多样性,因此在前人的基础上,对新YBCO复合体系的制备方法、形貌结构和载流特性的探索具有重要的意义,本论文研究内容如下:利用脉冲激光溅射法（PLD）,于840 oC的条件下,在STO（001）单晶单面抛光的基片上,制备了高质量的外延YBCO薄膜。利用磁控与脉冲激光共溅射法,在YBCO中引入BiFeO3（BFO）,分别制备了BFO体积分数为1.5%,3.0%,4.5%,6.0%和7.5%的BFO:YBCO复合薄膜。通过对样品结构进行表征,发现复合薄膜的结晶度良好、表面颗粒分布均匀,且随着BFO体积分数的增加,表面颗粒的尺寸逐渐减小。利用标准四引线法和磁测量方法,得到纯YBCO和BFO:YBCO复合样品的零电阻转变温度(Tc0),纯YBCO的Tc0为90.0 K,随着掺杂比例的增加,对应复合薄膜的Tc0分别是89.5 K,88.0K,87.0 K,85.0 K和81.0 K。通过PPMS综合测试系统,对Tc0较高的样品进行测试,得到样品的临界电流密度随磁场强度的变化关系图,测试结果表明:在40 K下BFO的引入增加了YBCO的临界电流密度;在65 K和77 K下,外加磁场较小时,复合薄膜临界电流密度高于纯YBCO样品,外加磁场较大时,复合薄膜的临界电流密衰减速度加快。通过对测试数据进行计算,得到钉扎力密度与磁场强度的变化关系图,并对其不同温度下的钉扎机制进行了研究,发现平均自由程涨落钉扎（δl钉扎）和应力钉扎在低温中都起作用,在40 K下样品的钉扎机制以δl钉扎为主,在65 K和77 K测试温度下,样品中的钉扎机制以应力钉扎为主。利用磁控与脉冲激光共溅射法,在YBCO中引入LaAlO3（LAO）,并对LAO:YBCO复合薄膜的结构和性能进行了初步研究。LAO的体积分数分别为1.5%,3.0%,4.5%,6.0%和7.5%的复合薄膜。通过测试,发现复合薄膜的结晶度良好,表面颗粒分布均匀,且随着LAO体积分数的增加,晶粒尺寸减小。利用标准四引线法和磁测量方法,测试了复合薄膜的Tc0,复合薄膜的Tc0分别是89.5 K,88.0 K,86.5 K,85.0 K和81.0 K。通过对样品载流特性的测试,发现在65 K和77 K下,当外加磁场较小时,LAO:YBCO复合薄膜的临界电流密度高于纯YBCO样品,外加磁场较大时,复合薄膜临界电流密度低于纯YBCO样品。通过计算得到了样品钉扎力密度与磁场强度的变化关系图,发现在65 K和77 K测试条件下,掺杂样品的最大钉扎力密度减小。
二、溅射气体中氩气含量对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)薄膜结构和T_c的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、溅射气体中氩气含量对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)薄膜结构和T_c的影响（论文提纲范文）
（1）人工纳米结构高温超导绝缘相变研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导概述 |
| 1.2 铜基高温超导体简介 |
| 1.3 超导绝缘相变 |
| 1.3.1 常规超导体中的超导绝缘相变 |
| 1.3.2 高温超导绝缘相变 |
| 1.4 .Kosterlitz-Thoules相变 |
| 1.5 .量子金属态 |
| 1.5.1 研究背景 |
| 1.5.2 相关实验 |
| 1.6 论文选题依据与研究方案 |
| 第二章 钇钡铜氧多孔薄膜的制备与表征 |
| 2.1 钇钡铜氧薄膜的制备 |
| 2.1.1 磁控溅射设备与材料 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.1.3 影响因素 |
| 2.1.4 实验步骤 |
| 2.2 阳极氧化铝模板 |
| 2.2.1 阳极氧化铝模板的制备 |
| 2.2.2 阳极氧化铝模板的几何尺寸要求 |
| 2.2.3 阳极氧化铝模板的表征 |
| 2.3 反应离子刻蚀法 |
| 2.3.1 工作原理 |
| 2.3.2 设备介绍 |
| 2.3.3 影响因素 |
| 2.4 钇钡铜氧多孔薄膜的表征 |
| 2.5 钇钡铜氧多孔薄膜的输运测试方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 高温超导钇钡铜氧纳米多孔薄膜的量子相变 |
| 3.1 实验结果 |
| 3.1.1 钇钡铜氧多孔薄膜的超导-量子金属-绝缘量子相变 |
| 3.1.2 钇钡铜氧多孔薄膜超导绝缘相变中的玻色金属态 |
| 3.1.3 钇钡铜氧多孔薄膜的霍尔电阻测试 |
| 3.1.4 钇钡铜氧多孔薄膜量子相变的相图 |
| 3.2 实验结果的讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 钇钡铜氧多孔薄膜的量子振荡 |
| 4.1 钇钡铜氧多孔薄膜的h/2e量子振荡 |
| 4.1.1 研究背景 |
| 4.1.2 实验结果 |
| 4.1.3 理论模型讨论 |
| 4.2 钇钡铜氧多孔薄膜的h/4e量子振荡 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 钇钡铜氧多孔薄膜量子相变中临界点的奇异行为 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 钇钡铜氧多孔薄膜中的玻色奇异金属态 |
| 5.3 玻色子体系的普朗克耗散 |
| 5.4 垂直场线性磁电阻 |
| 5.5 标度不变性的实验证据 |
| 5.6 实验结果讨论及可能相关的理论模型 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 钇钡铜氧多孔薄膜的面内各向异性 |
| 6.1 研究的物理意义简介 |
| 6.2 钇钡铜氧多孔薄膜的面内平行场各向异性输运实验 |
| 6.2.1 强超导态的面内平行场转角输运实验 |
| 6.2.2 弱超导态的面内平行场转角输运实验 |
| 6.2.3 量子金属态的面内平行场转角输运实验 |
| 6.2.4 三种量子态的对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）双面双轴织构YBCO涂层导体MOCVD工艺的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导材料的发展历程 |
| 1.2 超导材料的特性以及其实际应用 |
| 1.3 高温超导带材的结构与制备路线 |
| 1.3.1 YBCO的性质 |
| 1.3.2 YBCO带材的结构与缓冲层制备技术 |
| 1.3.3 YBCO超导层的制备技术 |
| 1.4 论文选题依据及研究内容 |
| 第二章 实验方法与测试技术 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 MOCVD系统介绍 |
| 2.1.2 实验流程 |
| 2.2 Y(Gd)BCO带材测试方法 |
| 2.2.1 台阶仪 |
| 2.2.2 X射线衍射仪 |
| 2.2.3 TEM透射电子显微镜 |
| 2.2.4 SEM扫描电镜与EDS能谱分析仪 |
| 2.2.5 超导性能测试 |
| 第三章 基带电加热技术 |
| 3.1 基带电加热技术介绍 |
| 3.2 基带电加热装置的优化 |
| 3.3 不同厚度基带的对比研究 |
| 第四章 高性能Y(Gd)BCO薄膜制备工艺研究 |
| 4.1 沉积速率对Y(Gd)BCO薄膜的影响 |
| 4.1.1 沉积速率与膜厚的关系 |
| 4.1.2 沉积速率对Y(Gd)BCO薄膜结构的影响 |
| 4.1.3 沉积速率对Y(Gd)BCO薄膜表面形貌的影响 |
| 4.1.4 沉积速率对Y(Gd)BCO薄膜超导性能的影响 |
| 4.2 加热电流对Y(Gd)BCO薄膜的影响 |
| 4.2.1 加热电流对Y(Gd)BCO薄膜结构的影响 |
| 4.2.2 加热电流对Y(Gd)BCO薄膜表面形貌的影响 |
| 4.2.3 加热电流对Y(Gd)BCO薄膜超导性能的影响 |
| 4.3 前驱体溶液中金属有机源配比研究 |
| 4.3.1 Ba金属有机源含量对Y(Gd)BCO薄膜的影响 |
| 4.3.2 Cu金属有机源含量对Y(Gd)BCO薄膜的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 高性能双面Y(Gd)BCO带材的制备工艺研究 |
| 5.1 双面Y(Gd)BCO薄膜制备工艺研究 |
| 5.1.1 双面Y(Gd)BCO薄膜结构介绍 |
| 5.1.2 双喷淋头设计 |
| 5.1.3 双面Y(Gd)BCO薄膜的对比研究 |
| 5.2 多层Y(Gd)BCO薄膜制备工艺研究 |
| 5.2.1 膜厚对超导性能的影响 |
| 5.2.2 单次沉积与多次沉积Y(Gd)BCO厚膜的对比研究 |
| 5.2.3 多层Y(Gd)BCO薄膜的制备 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）脉冲激光沉积技术制备（Cu,C）Ba2Ca3Cu4Oy薄膜及其超导性质的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导历史简介 |
| 1.1.1 超导体的发现和基本特征 |
| 1.1.2 超导唯象理论的简介 |
| 1.1.3 超导微观理论-BCS理论的简介 |
| 1.2 不同种类的超导材料简介 |
| 1.2.1 常规超导材料 |
| 1.2.2 非常规超导材料 |
| 1.3 (Cu,C)Ba_2Ca_3Cu_4O_y超导体 |
| 1.3.1 (Cu,C)-1234的发现和晶体结构 |
| 1.3.2 掺杂不敏感的T_c和内外铜氧面 |
| 1.3.3 非常高的不可逆场 |
| 1.4 高温超导线带材现状简介 |
| 1.4.1 铜氧化物超导线带材 |
| 1.4.2 铁基超导材料线带材 |
| 1.5 本论文主要内容简介 |
| 第二章 薄膜技术简介和超导薄膜的表征 |
| 2.1 常见的薄膜制备方法简介 |
| 2.1.1 真空蒸发沉积法 |
| 2.1.2 溅射沉积法 |
| 2.1.3 分子束外延法 |
| 2.1.4 化学气相沉积法 |
| 2.1.5 溶胶-凝胶法 |
| 2.2 本实验中的脉冲激光沉积系统 |
| 2.2.1 PLD技术的介绍 |
| 2.2.2 本实验中使用的PLD系统 |
| 2.3 超导薄膜的表征 |
| 2.3.1 晶体结构的表征 |
| 2.3.2 成分和形貌的表征 |
| 2.3.3 输运性质表征 |
| 2.3.4 磁性的表征 |
| 第三章 PLD生长条件对(Cu,C)-1234薄膜的影响 |
| 3.1 基片沉积温度的影响 |
| 3.1.1 沉积温度对薄膜成相的影响 |
| 3.2 不同晶格常数基片的影响 |
| 3.2.1 基片晶格参数和薄膜成相的关系 |
| 3.3 不同生长时间的影响 |
| 3.3.1 生长时间对薄膜中Cu相对含量的影响 |
| 3.3.2 生长时间对薄膜表面形貌的影响 |
| 3.4 退火温度的影响 |
| 3.4.1 退火温度和薄膜相的关系 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 (Cu,C)-1234超导薄膜中CO_3~(2-)的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验细节 |
| 4.2.1 靶材制备 |
| 4.2.2 薄膜生长条件 |
| 4.3 (Cu,C)-1234超导薄膜结果分析 |
| 4.3.1 超导薄膜晶体结构XRD表征 |
| 4.3.2 超导薄膜磁化和输运表征 |
| 4.3.3 薄膜不同T_c和CO_2气流量的关系 |
| 4.3.4 薄膜中CO_3~(2-)基团和T_c的关系 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 (Cu,C)-1234超导薄膜物理性质的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 (Cu,C)-1234超导薄膜(T_(c0)~96K)的结果分析和讨论 |
| 5.3.1 超导薄膜的实验结果分析 |
| 5.3.2 薄膜超导性能提高的可能原因及其展望 |
| 5.4 本章总结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 简历与科研成果 |
| 致谢 |
（4）大尺寸高性能SmBCO块材制备和高热稳定性NdBCO薄膜籽晶研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导 |
| 1.1.1 超导现象 |
| 1.1.2 超导体的零电阻特性 |
| 1.1.3 迈斯纳效应 |
| 1.1.4 约瑟夫森效应 |
| 1.1.5 超导体的临界电流密度(J_c)和磁场强度(H_c) |
| 1.2 超导理论的发展 |
| 1.2.1 Pippard-London方程 |
| 1.2.2 金兹堡-朗道方程 |
| 1.2.3 BCS理论 |
| 1.3 高温超导体的发展 |
| 1.4 高温超导材料的应用 |
| 1.4.1 高温超导材料在强电方面的应用 |
| 1.4.2 高温超导材料在弱电方面的应用 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 REBCO高温超导体相关系和制备、表征手段 |
| 2.1 相图知识 |
| 2.1.1 Y-Ba-Cu-O系统的相关系 |
| 2.1.2 Sm-Ba-Cu-O和 Nd-Ba-Cu-O系统的相关系 |
| 2.2 REBCO高温超导块材制备方法 |
| 2.2.1 固态反应法 |
| 2.2.2 顶部籽晶熔融生长法(TSMG) |
| 2.2.3 顶部籽晶熔渗法(TSIG) |
| 2.3 REBCO高温超导块材表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 光学显微镜 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高性能SMBCO块材的生长研究 |
| 3.1 Sm BCO块材的研究背景 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SmBCO开裂问题 |
| 3.3.2 大尺寸样品 |
| 3.3.3 形核机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 镁掺杂NDBCO/YBCO/MGO过热薄膜籽晶 |
| 4.1 研究背景介绍 |
| 4.1.1 在REBCO块材生长中传统籽晶的介绍 |
| 4.1.2 REBCO薄膜籽晶的过热特性在块材生长中的应用 |
| 4.2 新型镁掺杂NdBCO/YBCO/MgO薄膜籽晶的过热分析和应用 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 镁掺杂Nd BCO薄膜热稳定性 |
| 4.2.3 籽晶结构 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 主要工作与创新点 |
| 5.2 后续研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
| 发明专利及状态 |
| 获奖情况 |
（5）铁硒碲超导薄膜的缓冲层效应及其离子交换法制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导材料的发展及基本特性 |
| 1.1.1 超导材料的发展 |
| 1.1.2 超导材料的基本特性 |
| 1.2 超导物理机制和理论 |
| 1.2.1 Ginzburg-Landau理论 |
| 1.2.2 BCS理论 |
| 1.3 超导材料的应用 |
| 1.3.1 超导材料在强电领域的应用 |
| 1.3.2 超导材料在电子学领域的应用 |
| 1.4 铁基超导体的分类 |
| 1.4.1 “1111”体系 |
| 1.4.2 “122”体系 |
| 1.4.3 “111”体系 |
| 1.4.4 “11”体系 |
| 1.5 FeSe1-x Tex薄膜的最新研究进展 |
| 1.6 本论文的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 样品的制备及表征 |
| 2.1 薄膜样品的制备 |
| 2.1.1 靶材制备流程 |
| 2.1.2 脉冲激光沉积(PLD)制备薄膜 |
| 2.2 薄膜的测试与表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.4 X射线能谱仪(EDS) |
| 2.2.5 综合物性测量系统(PPMS)及“四探针”法测电阻 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 缓冲层对FeSe_(0.5)Te_(0.5)薄膜超导电性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 生长温度对FST性能的影响 |
| 3.2.3 氧气退火对FST性能的影响 |
| 3.3 实验结果及分析(加入CeO_2缓冲层) |
| 3.3.1 薄膜的结构表征 |
| 3.3.2 薄膜的输运测试 |
| 3.4 实验结果及分析(加入TiO2缓冲层) |
| 3.4.1 薄膜的结构表征 |
| 3.4.2 薄膜的输运测试 |
| 3.5 FST薄膜c轴晶格常数与T_c的线性相关关系 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 离子交换法制备FeSe_(1-x)Te_x薄膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 离子交换法原理 |
| 4.2.2 离子交换法实验过程 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 XRD分析 |
| 4.3.2 成分分析 |
| 4.3.3 SEM分析 |
| 4.3.4 输运性能分析 |
| 4.3.5 机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
| 致谢 |
（6）电子型铜氧化物及尖晶石钛氧化物超导物性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 超导的研究价值 |
| 1.2 超导简介 |
| 1.2.1 超导材料 |
| 1.2.2 超导机理 |
| 1.2.3 小结 |
| 1.3 本文研究问题和结构 |
| 第2章 超导薄膜的生长与作用 |
| 2.1 薄膜生长技术简介 |
| 2.1.1 磁控溅射 |
| 2.1.2 脉冲激光沉积 |
| 2.1.3 分子束外延 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 超导薄膜的作用 |
| 2.2.1 合成亚稳相材料 |
| 2.2.2 电输运测量 |
| 2.2.3 制备异质结及超晶格 |
| 2.2.4 小结 |
| 第3章 最佳掺杂电子型铜氧化物双能隙的研究 |
| 3.1 磁通态霍尔电阻变号的研究背景 |
| 3.2 最佳掺杂La_(2-x)Ce_xCuO_(4±δ)(x=0.105)薄膜的制备及电输运测量 |
| 3.3 电输运测量结果及其可重复性 |
| 3.3.1 霍尔电导率在磁通态随温度和磁场的变号 |
| 3.3.2 霍尔电阻变号在不同氧含量样品中的可重复性 |
| 3.4 霍尔电阻变号的分析与讨论 |
| 3.4.1 基于双能隙的定性分析 |
| 3.4.2 基于唯像Ginzburg-Landau理论的定量拟合 |
| 3.5 小结 |
| 3.6 拓展与展望 |
| 第4章 尖晶石氧化物超导LiTi_2O_4中的非常规超导特性 |
| 4.1 LTO的研究背景 |
| 4.1.1 LTO与电子型铜氧化物电子带的超导相似性 |
| 4.1.2 LTO中电子间的关联 |
| 4.1.3 LTO中反铁磁自旋涨落和轨道相关态 |
| 4.1.4 生长氧压对LTO薄膜性质的影响 |
| 4.2 LTO薄膜的制备、电输运测量及离子液体调控 |
| 4.3 LTO的非常规超导特性 |
| 4.3.1 离子液体调控中T_c的变化 |
| 4.3.2 离子液体调控中轨道相关态和载流子浓度的变化 |
| 4.3.3 离子液体调控中线性电阻的变化 |
| 4.4 超导起始转变温度随生长氧压的变化 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 新型尖晶石氧化物超导MgTi_2O_4的探索 |
| 5.1 尖晶石氧化物的研究背景 |
| 5.2 超导MTO薄膜的生长过程 |
| 5.2.1 激光溅射能量密度对薄膜性质的调节 |
| 5.2.2 生长温度对薄膜性质的调节 |
| 5.2.3 构建[MTO/SrTiO_3]_2 超晶格 |
| 5.2.4 其它条件对薄膜性质的调节 |
| 5.3 MTO超导的性质 |
| 5.4 MTO超导的来源 |
| 5.4.1 不同样品间的Mg/Ti值的变化 |
| 5.4.2 Ti的化合价在超导薄膜中的演变 |
| 5.4.3 理论计算 |
| 5.4.4 小结 |
| 5.5 结构表征 |
| 5.5.1 样品的结晶性 |
| 5.5.2 样品的外延性 |
| 5.6 展望 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）REBCO超导单晶/块体/膜制备中的元素替代及取向生长研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导现象的发现及超导理论的发展 |
| 1.2 超导体的物理特性 |
| 1.3 超导材料的发展历程 |
| 1.4 高温超导材料的晶体结构 |
| 1.5 高温超导材料的应用 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 晶体生长理论及REBCO超导材料的制备与表征 |
| 2.1 晶体生长的热力学与动力学 |
| 2.2 REBCO高温超导材料的相关系 |
| 2.3 REBCO高温超导材料的制备方法 |
| 2.4 REBCO高温超导材料的表征手段 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)单晶的生长研究 |
| 3.1 YBCO铜位替代的研究背景 |
| 3.2 铁添加氧化钇坩埚生长YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)单晶 |
| 3.2.1 传统方法生长均匀掺杂单晶的难点 |
| 3.2.2 铁添加氧化钇坩埚对单晶均匀性的改善 |
| 3.2.3 铁添加氧化钇坩埚对液体性质的影响 |
| 3.3 顶部籽晶熔融法生长YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)准单晶 |
| 3.3.1 YBa_2(Cu_(1-x)Fe_x)_3O_(7-δ)准单晶的形貌特征和超导性能 |
| 3.3.2 近完全包晶反应现象及其产生原因 |
| 3.3.3 其他替代元素的近完全包晶反应研究 |
| 3.3.4 近完全包晶反应在YBCO块材制备方面的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 La_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)块材的生长研究 |
| 4.1 La_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)超导材料研究背景 |
| 4.2 La_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)体系过饱和度的控制 |
| 4.2.1 钡铜比对过饱和度的影响 |
| 4.2.2 La422 含量对过饱和度的影响 |
| 4.3 冷速对La_(1+x)Ba_(2-x)Cu_3O_(7-δ)超导性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 REBa_2Cu_3O_(7-δ)的取向生长及其应用 |
| 5.1 YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导膜取向生长的调控 |
| 5.1.1 溶液过饱和度对YBCO膜外延取向的影响及其调控 |
| 5.1.2 YBCO超导膜在过饱和度影响下的结构演变 |
| 5.1.3 a轴膜上镶嵌c轴晶粒的外延结构的探索 |
| 5.2 REBa_2Cu_3O_(7-δ)生长速度的各向异性及其应用 |
| 5.2.1 REBCO块材的a、c畴生长区以及(110)快速生长面 |
| 5.2.2 中间层对REBCO超导块材生长的多种作用 |
| 5.2.3 用于增大REBCO块材c畴生长区的新型籽晶/中间层结构 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文目录 |
| 发明专利及状态 |
| 获奖情况 |
（8）(Y1-xGdx)Ba2Cu3O7-δ涂层导体的MOD制备及应力调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 超导带材发展史 |
| 1.2 YBCO高温超导涂层导体概述 |
| 1.2.1 YBCO高温超导涂层导体的结构 |
| 1.2.2 YBCO高温超导涂层导体的应用 |
| 1.3 YBCO高温超导涂层的“厚度效应” |
| 1.4 论文的选题依据及内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 论文内容 |
| 第二章 YBCO制备工艺及表征方法 |
| 2.1 YBCO涂层制备工艺 |
| 2.1.1 磁控溅射法 |
| 2.1.2 脉冲激光沉积法 |
| 2.1.3 化学气相沉积法 |
| 2.1.4 金属有机物沉积法 |
| 2.2 YBCO表征方法 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.3 拉曼光谱(Raman) |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 YBCO涂层样品的制备工艺探索及表征 |
| 3.1 实验过程 |
| 3.2 不同氟含量的YBCO涂层结果对比 |
| 3.3 YBCO涂层的无氟MOD法制备工艺的优化 |
| 3.3.1 提拉速度对YBCO涂层的影响 |
| 3.3.2 镀膜次数对YBCO涂层的影响 |
| 3.3.3 热处理温度对YBCO涂层的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Gd掺杂对YBCO涂层的应力调控 |
| 4.1 Y_(1-x)Gd_xBCO涂层的制备 |
| 4.2 Y_(1-x)Gd_xBCO涂层的应力分析 |
| 4.2.1 X射线衍射(XRD)晶体取向研究 |
| 4.2.2 扫描电子显微镜(SEM)形貌研究 |
| 4.2.3 拉曼光谱(Raman)应力分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（9）激光CVD外延生长SmBCO超导薄膜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超导材料的发展史 |
| 1.3 高温超导材料的研究意义与应用前景 |
| 1.4 SmBCO的结构及基板种类 |
| 1.4.1 SmBCO的晶体结构 |
| 1.4.2 生长SmBCO薄膜的基板种类 |
| 1.5 SmBCO薄膜的制备方法 |
| 1.6 REBCO高温超导薄膜的研究进展 |
| 1.7 研究内容与创新点 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 创新点 |
| 第2章 SmBCO薄膜制备与表征技术 |
| 2.1 激光CVD系统简介 |
| 2.2 原材料 |
| 2.2.1 前驱体 |
| 2.2.2 气体 |
| 2.2.3 基板 |
| 2.3 激光CVD外延生长SmBCO薄膜的技术路线 |
| 2.4 薄膜分析与表征技术 |
| 2.4.1 结构分析 |
| 2.4.2 形貌表征 |
| 2.4.3 成分分析 |
| 2.4.4 性能测试 |
| 第3章 MOCVD法外延生长SmBCO薄膜 |
| 3.1 前驱体挥发比对SmBCO薄膜的影响 |
| 3.1.1 不同前驱体摩尔挥发比下制备SmBCO薄膜的工艺条件 |
| 3.1.2 前驱体挥发摩尔比对SmBCO薄膜中元素组分的影响 |
| 3.1.3 前驱体挥发摩尔比对SmBCO薄膜取向的影响 |
| 3.1.4 前驱体挥发摩尔比对SmBCO薄膜形貌的影响 |
| 3.2 沉积温度对MOCVD法外延生长SmBCO薄膜的影响 |
| 3.2.1 不同沉积温度下制备SmBCO薄膜的工艺条件 |
| 3.2.2 沉积温度对SmBCO薄膜取向的影响 |
| 3.2.3 沉积温度对SmBCO薄膜微观形貌的影响 |
| 3.3 沉积压强对MOCVD法外延生长SmBCO薄膜的影响 |
| 3.3.1 不同沉积压强下制备SmBCO外延薄膜的工艺条件 |
| 3.3.2 沉积压强对SmBCO外延薄膜取向的影响 |
| 3.3.3 沉积压强对SmBCO外延薄膜形貌的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 激光CVD在LAO基板上外延生长SmBCO超导薄膜 |
| 4.1 沉积温度对LAO基板上外延生长SmBCO薄膜的影响 |
| 4.1.1 不同沉积温度下制备SmBCO外延薄膜的工艺参数 |
| 4.1.2 沉积温度对SmBCO薄膜取向的影响 |
| 4.1.3 沉积温度对SmBCO薄膜微观形貌的影响 |
| 4.1.4 沉积温度对SmBCO薄膜临界转变温度的影响 |
| 4.2 氧分压对LAO基板上外延生长SmBCO薄膜的影响 |
| 4.2.1 不同氧分压下制备SmBCO薄膜的工艺参数 |
| 4.2.2 氧分压对SmBCO薄膜取向的影响 |
| 4.2.3 氧分压对SmBCO薄膜微观形貌的影响 |
| 4.2.4 氧分压对SmBCO薄膜超导性能的影响 |
| 4.3 厚度对LAO基板上外延生长SmBCO薄膜的影响 |
| 4.3.1 激光CVD制备不同厚度SmBCO薄膜的工艺参数 |
| 4.3.2 SmBCO薄膜的厚度控制及沉积速率 |
| 4.3.3 厚度对SmBCO薄膜取向的影响 |
| 4.3.4 厚度对SmBCO薄膜微观形貌的影响 |
| 4.3.5 厚度对SmBCO薄膜超导性能的影响 |
| 4.4 激光CVD与MOCVD外延生长SmBCO薄膜的对比 |
| 4.4.1 沉积原理的对比 |
| 4.4.2 不同沉积方法制备SmBCO薄膜的结构对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 激光CVD在Hastelloy带材上外延生长SmBCO薄膜 |
| 5.1 沉积温度对Hastelloy带材上外延SmBCO薄膜的影响 |
| 5.1.1 不同沉积温度下外延生长SmBCO薄膜的工艺条件 |
| 5.1.2 沉积温度对Hastelloy带材上SmBCO薄膜取向的影响 |
| 5.1.3 沉积温度对Hastelloy带材上SmBCO薄膜微观形貌的影响 |
| 5.2 氧分压对Hastelloy带材上生长SmBCO薄膜的影响 |
| 5.2.1 不同氧分压Hastelloy带材上生长SmBCO薄膜的工艺条件 |
| 5.2.2 氧分压对Hastelloy带材生长SmBCO薄膜取向的影响 |
| 5.2.3 氧分压对Hastelloy带材外延生长SmBCO薄膜超导性能的影响 |
| 5.3 激光CVD在LAO单晶基板与Hastelloy带材加热原理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 激光CVD制备SmBCO/Sm_2O_3双层膜 |
| 6.1 激光CVD制备Sm_2O_3缓冲层薄膜的研究 |
| 6.1.1 激光CVD制备Sm_2O_3缓冲层的工艺条件 |
| 6.1.2 沉积温度对Sm_2O_3缓冲层的影响 |
| 6.2 激光CVD制备SmBCO/Sm_2O_3双层膜的研究 |
| 6.2.1 激光CVD制备SmBCO/Sm_2O_3双层膜的工艺条件 |
| 6.2.2 沉积温度对SmBCO/Sm_2O_3双层膜薄膜取向的影响 |
| 6.2.3 沉积温度对SmBCO/Sm_2O_3双层膜薄膜形貌的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（10）BiFeO3和LaAlO3掺杂的钇钡铜氧超导复合薄膜的结构和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 超导材料研究的意义 |
| 1.2 超导材料的研究进展 |
| 1.3 钇钡铜氧超导材料的研究现状 |
| 1.3.1 钇钡铜氧的晶体结构和性能 |
| 1.3.2 钇钡铜氧超导材料的研究进展 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 薄膜的制备方法和表征方法 |
| 2.1 复合薄膜的制备方法 |
| 2.1.1 脉冲激光沉积法 |
| 2.1.2 磁控溅射法 |
| 2.1.3 磁控与脉冲激光共溅射法 |
| 2.2 表征性能的仪器设备或方法 |
| 2.2.1 X射线衍射仪 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 标准四引线低温测试法 |
| 2.2.4 PPMS综合测试设备 |
| 第3章 BiFeO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导复合薄膜的研究 |
| 3.1 YBa_2Cu_3O_(7-δ)外延薄膜的制备与表征 |
| 3.2 不同掺杂比例的BiFeO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导复合薄膜的研究 |
| 3.2.1 BiFeO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合薄膜的制备 |
| 3.2.2 BiFeO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合薄膜结构和表面形貌 |
| 3.2.3 BiFeO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合薄膜超导性和载流特性的研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 LaAlO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导复合薄膜的研究 |
| 4.1 LaAlO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导复合薄膜的制备 |
| 4.2 LaAlO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)超导复合薄膜结构和表面形貌 |
| 4.3 LaAlO_3:YBa_2Cu_3O_(7-δ)复合薄膜超导性和载流特性的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、溅射气体中氩气含量对Y_1Ba_2Cu_3O_(7-δ)薄膜结构和T_c的影响（论文参考文献）
- [1]人工纳米结构高温超导绝缘相变研究[D]. 杨超. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]双面双轴织构YBCO涂层导体MOCVD工艺的研究[D]. 杨帆. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]脉冲激光沉积技术制备（Cu,C）Ba2Ca3Cu4Oy薄膜及其超导性质的研究[D]. 段天峰. 南京大学, 2020(12)
- [4]大尺寸高性能SmBCO块材制备和高热稳定性NdBCO薄膜籽晶研究[D]. 尹伊倩. 上海交通大学, 2020(01)
- [5]铁硒碲超导薄膜的缓冲层效应及其离子交换法制备[D]. 黄景丰. 南京大学, 2020(02)
- [6]电子型铜氧化物及尖晶石钛氧化物超导物性的研究[D]. 胡卫. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(01)
- [7]REBCO超导单晶/块体/膜制备中的元素替代及取向生长研究[D]. 钱俊. 上海交通大学, 2019(06)
- [8](Y1-xGdx)Ba2Cu3O7-δ涂层导体的MOD制备及应力调控研究[D]. 陈桢妮. 南京邮电大学, 2018(02)
- [9]激光CVD外延生长SmBCO超导薄膜的研究[D]. 汪婷. 武汉理工大学, 2018(07)
- [10]BiFeO3和LaAlO3掺杂的钇钡铜氧超导复合薄膜的结构和性能研究[D]. 张宇生. 河北大学, 2018(01)