[發(fā)明專利]一種在雙軸織構NiW合金基片上制備高溫超導涂層導體NiO/SmBiO3復合緩沖層薄膜的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110343728.0
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102683572A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 張欣;趙勇;程翠華;張勇;雷鳴;王文濤
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H01L39/24
• 分類號: H01L39/24
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發(fā)明屬于高溫超導材料制備技術領域，尤其涉及一種高溫超導涂層導體復合緩沖層薄膜的制備技術。?

背景技術

以YBa₂Cu₃O_7-X(YBCO)為代表的第二代高溫超導涂層導體，具有較第一代BSCCO系超導帶材更高的臨界電流密度以及磁場中更好的超導性能，在超導電纜、超導電機和超導變壓器等方面將有著重大應用前景，各發(fā)達國家從本國電力能源的技術革新和長遠利益，大力推進第二代高溫超導體研究與實用化進程，國際間競爭愈來愈激烈。?

由于YBCO是硬、脆的氧化物，要制備長的超導帶材，必須沉積在柔軟的金屬基帶上。同時在高溫下YBCO中的Cu會和Ni進行離子交換，影響超導性能。另外，Ni基帶本身的晶格和YBCO的失配較嚴重，難以直接在NiW基帶上外延生長織構的YBCO薄膜。因此為了避免金屬基帶與超導層之間的互擴散，并提供具有高Jc的雙軸織構的YBCO生長所需的模板，就需要在超導層與金屬基帶之間加入緩沖層。為了外延生長出性能良好的YBCO涂層導體，人們研究了許多緩沖層材料，比如SrTiO₃，La₂Zr₂O₇，BaZrO₃，CeO₂，RE₂O₃和REBiO₃等等。另一方面，隨著采用RABiTS(軋制輔助雙軸織構法)制備雙軸織構的Ni?基合金基帶的日趨成熟，在RABiTS的Ni基合金基帶外延生長高品質的緩沖層以及后續(xù)的超導層已逐漸成為制備第二代高溫超導帶材的主要技術趨勢。?

此外，REBiO₃緩沖層材料是西南交通大學超導與新能源中心自主研發(fā)的新型緩沖層材料，于2006年5月申請了發(fā)明專利(申請?zhí)枮?00610020920.5)，它與現有的較為成熟的其它緩沖層材料相比，該材料成相溫度大大降低，在空氣氣氛中650-850℃也可制備出織構與形貌良好的REBiO₃緩沖層材料。這都將大大降低涂層導體的制備成本，并打破國外發(fā)達國家在涂層導體緩沖層材料的專利保護與封鎖，將為我國在第二代高溫超導涂層導體研究與實用化進程中起到重大積極推動作用。?

目前，傳統(tǒng)的涂層導體的結構為CeO2/YSZ/CeO2/Ni基合金，CeO2/YSZ/Y2O3/Ni基合金，以及CeO2/La₂Zr₂O₇/Ni基合金，CeO2/Ga₂Zr₂O₇/Ni基合金.其中它們的緩沖層大都采用以物理方法為主的工藝進行制備，這使得緩沖層的制備具有工藝復雜，成本高，且不適合大規(guī)模沉積等缺點。此外，近些年研究報道證明在Ni基合金上自氧化外延NiO，再在NiO上外延生長緩沖層和YBCO超導涂層的這一結構將是一種施之可行的結構。分別參見文獻[Supercond.Sci.Technol.2006，19：169]和[Appl.Phys.Lett.2007，90：012510]，而SmBiO3緩沖層是REBiO3系列緩沖層與NiO晶格最為匹配的緩沖層材料，所以研究Ni基合金上自氧化外延NiO工藝以及SmBiO3緩沖層在NiO上的制備工藝，即NiO/SmBiO3復合緩沖層薄?膜的制備工藝，符合當今國際的發(fā)展趨勢。并將打破國外其他涂層導體復合緩沖層工藝制備的保護與封鎖，將為我國的第二代高溫超導涂層導體的研究與應用化進程起到積極的推動作用。?

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是，在我國第二代高溫超導涂層導體研究成果的基礎上開發(fā)出一種在雙軸織構NiW合金基片上制備高溫超導涂層導體NiO/SmBiO3復合緩沖層薄膜的方法，使之具有材料成相溫度低，生產成本低的優(yōu)點，其客觀上也為打破國外其他涂層導體復合緩沖層工藝的制備保護與封鎖，并為我國第二代高溫超導涂層導體的研究與應用化進程起到積極的推動作用。?

本發(fā)明的目的是通過如下的手段實現的：?

一種雙軸織構NiW合金基片上制備高溫超導涂層導體NiO/SmBiO3復合緩沖層薄膜的方法，其復合緩沖層制備步驟包含：?