[發明專利]一種納米結構超導復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201610114487.5
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105741971B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 代秀紅;劉保亭;付躍舉;郭建新;周陽;關麗;趙慶勛
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H01B12/06
• 分類號: H01B12/06;H01B13/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C23C14/08;C23C14/35;C23C14/58
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司13112
• 代理人: 胡素梅,白海靜

1.一種納米結構超導復合薄膜，其特征是，所述納米結構超導復合薄膜是通過磁控與脈沖激光共沉積工藝將超導材料與非超導納米材料共同沉積在基片上而形成；所述基片為SrTiO₃、LaAlO₃、MgO或柔性金屬基帶；所述超導材料為REBa₂Cu₃O_7-x或(LaSr)₂CuO₄，REBa₂Cu₃O_7-x中RE為Y、Gd、Nd或Sm；所述非超導納米材料為MgO、CeO₂、Y₂O₃、BaZrO₃和BaSnO₃中的至少一種；

上述納米結構超導復合薄膜是通過以下方法制備而成：

a、選取基片并進行清洗；

b、將基片置于磁控與脈沖激光共沉積裝置中；同時在磁控與脈沖激光共沉積裝置中的磁控靶位上設置超導靶材，在激光靶位上設置非超導納米靶材；或者在磁控靶位上設置非超導納米靶材，在激光靶位上設置超導靶材；

c、打開磁控濺射電源和脈沖激光濺射電源，通過磁控與脈沖激光共濺射工藝在基片上沉積形成非超導納米結構摻雜的超導復合薄膜；

步驟c中沉積超導復合薄膜的具體工藝條件為：將磁控與脈沖激光共沉積裝置的真空室抽真空至（0.01~100）×10^-4 Pa，設置磁控靶基距為1~10cm，激光靶基距為1~10cm；向真空室內充入氬氣和氧氣，所充入氬氣和氧氣的流量均為10~100sccm；控制磁控濺射功率為0~150W，脈沖激光濺射功率密度為0~5J/cm²，脈沖激光頻率為1~10Hz；設置濺射氣壓為1~100Pa，超導復合薄膜的生長溫度為500~1000℃；

d、對所形成的非超導納米結構摻雜的超導復合薄膜進行退火處理；退火處理是在氧氣氣氛下進行的，退火溫度為400~600℃，退火時間為30~120min。

2.根據權利要求1所述的納米結構超導復合薄膜，其特征是，所述納米結構超導復合薄膜的厚度為10~10000nm。

3.根據權利要求1所述的納米結構超導復合薄膜，其特征是，所述基片為SrTiO₃基片，所述超導材料為YBa₂Cu₃O_7-x，所述非超導納米材料為MgO；且所述納米結構超導復合薄膜中MgO與YBa₂Cu₃O_7-x的體積比為1:90~1:100。

4.根據權利要求3所述的納米結構超導復合薄膜，其特征是，所述納米結構超導復合薄膜中非超導納米材料與超導材料的體積比為1:95。