[發明專利]多層復合結構稀土鋇銅氧超導膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810055537.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108565067A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 馮峰;黃榮廈;楊置榮;汪林立;母輝;瞿體明
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 王震宇

本發明公開了多層復合結構稀土鋇銅氧超導膜及其制備方法，該制備方法包括：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使用化學溶液涂覆，所述化學溶液涂覆使用的前驅物中含有稀土金屬、鋇和銅的鹽類，所述金屬層使用物理氣相沉積，經過熱處理后得到所述多層復合結構稀土鋇銅氧超導膜。采用本發明的制備方法，能夠獲得高質量高臨界電流密度的超導膜。

技術領域

本發明屬于高溫超導材料技術領域，具體涉及多層復合結構稀土鋇銅氧超導膜及其制備方法。

背景技術

稀土鋇銅氧(REBa_1+xCu₃O_7-y，其中RE為稀土元素如Y、Gd、Sm等，0.5≤x≤1，0<y<0.5)高溫超導膜是第二代高溫超導導線(又被稱為涂層導體)的核心組成部分，它在液氮溫度(77K)具有極高的自場臨界電流密度(一般高于1MA/cm²)，并且適合在高磁場環境下應用。制備高溫超導膜的技術主要包括真空沉積和化學溶液沉積兩大類，目前世界上使用的較多的真空沉積主要是脈沖激光沉積(PLD)和金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)，由于氣相沉積本身的穩定性，這兩種技術均能制備出高質量穩定的二代高溫超導導線。化學溶液沉積法最大的優點是無需真空環境便可以實現高質量過渡層與超導層的大規模生產，因此在REBa_1+xCu₃O_7-y涂層導體長帶的制備上，可以極大地降低了高性能涂層導體長帶的制造成本，是一種具有良好應用前景的低成本技術。

對于二代超導帶線制造而言，如果我們可以提高超導層的厚度并成比例的提高臨界電流，就意味著大幅度地降低成本和大幅度地提高導線的質量。Lubo-rsky等人于1988年發現YBCO膜的臨界電流密度會隨著膜厚度的增加而迅速下降，即存在臨界電流密度厚度依賴效應。并且這種效應是不依賴于YBCO層的制備方式，即采用激光脈沖沉積(PLD)、金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)、金屬有機物沉積(MOD)等技術制備的超導膜都呈現臨界電流密度隨著膜厚度增加而迅速降低的趨勢。