[發(fā)明專利]多層復(fù)合結(jié)構(gòu)稀土鋇銅氧超導(dǎo)膜及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810055537.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN108565067A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮峰;黃榮廈;楊置榮;汪林立;母輝;瞿體明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): H01B13/00
• 分類號(hào): H01B13/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

1.一種多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，包括：在基底上交替沉積REBa_1+xCuO_7-y膜和金屬層，形成的超導(dǎo)膜表示為(REBa_1+xCuO_7-y/M)n，其中RE為稀土元素，M表示金屬層，0.5≤x≤1,0<y<0.5，其中，REBa_1+xCuO_7-y使用化學(xué)溶液涂覆，所述化學(xué)溶液涂覆使用的前驅(qū)物中含有稀土金屬、鋇和銅的鹽類，所述金屬層使用物理氣相沉積，經(jīng)過熱處理后得到所述多層復(fù)合結(jié)構(gòu)稀土鋇銅氧超導(dǎo)膜，所述熱處理包括熱分解、燒結(jié)和充氧三個(gè)階段。

2.如權(quán)利要求1所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，所述化學(xué)溶液涂覆使用的前驅(qū)物形態(tài)為溶液或溶膠，其成分為以金屬陽離子摩爾比為1：(1+x)：3的稀土元素、鋇和銅的鹽類為溶質(zhì)，以及水、有機(jī)溶劑或酸類作為溶劑，其中0.5≤x≤1。

3.如權(quán)利要求1所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，稀土成分采用一種稀土元素或者若干種稀土元素組合，稀土元素包括釔(Y)、釓(Gd)、釤(Sm)、釹(Nd)、銪(Eu)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)中的一種或多種。

4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，所述鹽類包括三氟乙酸鹽、乙酸鹽、硝酸鹽、碳酸鹽、鹽酸鹽、丙烯酸鹽、環(huán)烷酸鹽中的一種或多種。

5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，所述基底為具有雙軸織構(gòu)的氧化物。

6.如權(quán)利要求5所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，所述基底為單晶基片或具有雙軸織構(gòu)的薄膜。

7.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，所述化學(xué)溶液涂覆的涂覆方式為旋涂、浸涂、模縫涂布或噴涂打印。

8.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，在多層薄膜結(jié)構(gòu)的制備過程中，每涂覆一層REBa_1+xCuO_7-y膜后進(jìn)行熱解再進(jìn)行所述金屬層的物理氣相沉積，或者在多層薄膜結(jié)構(gòu)的制備過程中不進(jìn)行熱解。

9.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，在熱分解階段，以1-1500℃/分鐘的升溫速率將前驅(qū)膜樣品所處位置的爐溫升至為300-650℃并保溫不超過60分鐘，該過程中使用0.1-3升/分鐘的高純氧氣流作為熱分解氣氛，并在100℃左右增加水蒸汽的通入；在燒結(jié)階段，在熱處理爐中通入氧氮混合氣和水蒸汽，氣體流量為0.1-3升/分鐘，以10-100℃/分鐘的升溫速率將前驅(qū)膜樣品所處位置的爐溫升至為730-825℃并保溫20-250分鐘；在充氧階段，將前驅(qū)膜樣品所處位置的爐溫降至400-500℃，保溫0-240分鐘，在降溫過程中將熱處理氣氛切換為干燥的高純氧氣；最后使樣品冷卻至室溫。

10.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法，其特征在于，所述金屬層的元素包括鈰(Ce)、金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)中的一種或多種，所述金屬層的厚度不超過100nm，其形貌可以為連續(xù)的金屬薄膜或島狀的不連續(xù)的薄膜；所述物理氣相沉積方法為磁控濺射、離子束濺射或真空蒸鍍。

11.一種多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜，其特征在于，是由如權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜制備方法制備得到的稀土鋇銅氧高溫超導(dǎo)膜。