激光淀积金属基片上高电流密度YBCO超导薄膜

摘要

自从1986年发现高温超导体以来，高温超导材料的应用研究一直受到各行各业以及各国科技工作者的高度重视。为了满足电力和能量存储方面的应用需要，许多研究者开展了在金属基底上制备高临界电流密度高温超导线材的研究工作，并取得了很大的进展。该研究论文主要研究了在NiCr合金(Hastelloyc-275)基片和不钢基片上激光沉积高临界电流密度YBa<，2>Cu<，3>O<，7-x>(YBCO)高温超导线材的工艺及其性能测试。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1超导研究的发展及现状

§1.2高温超导薄膜

1.2.1高温超导薄膜的研究现状

1.2.2激光沉积超导薄膜的制备工艺

1.2.3薄膜生长机理

§1.3高温超导带材

1.3.1粉末管状法

1.3.2熔融织构法

1.3.3脉冲激光沉积法

§1.4高温超导体的正常态反常性质

§1.5本文的主要研究内容

第二章激光沉积薄膜机理

§2.1激光等离子体的产生

2.1.1激光沉积薄膜的实验系统

2.1.2准分子激光与超导靶材的作用过程

2.1.3激光等离子体的特征

§2.2薄膜的生长过程分析

2.2.1对基片的要求

2.2.2薄膜的生长类型

2.2.3激光等离子体在基片表面的吸附

2.2.4薄膜的形核理论

2.2.5薄膜的核长大过程

§2.3超导正交相的形成

2.3.1 YBa2Cu3O7-x的晶体结构

2.3.2沉积过程中氧压对超导相的影响

§2.4离子束辅助沉积取向薄膜的物理机理

第三章无离子源辅助NiCr基片上YBCO超导薄膜

§3.1无离子源辅助金属基片上激光沉积YSZ缓冲层

3.1.1金属基片的制备

3.1.2 YSZ过度层的作用

3.1.3沉积条件对YSZ缓冲层性能的影响

§3.2激光沉积YBCO超导薄膜

3.2.1实验

3.2.2超导薄膜的性能测试和分析

3.2.3影响YBCO/YSZ/NiCr超导薄膜质量的因素

§3.3小结

第四章超导薄膜微观结构的观察及分析

§4.1超导薄膜的微观结构观察

4.1.1单晶基片上的超导薄膜

4.1.2金属基片上的超导薄膜

4.1.3超导薄膜的生长结构分析

§4.2超导簿膜的微观结构对临界电流密度的影响

4.2.1高温超导薄膜的导电特性

4.2.2弱连接问题

4.2.3磁通钉扎效应

§4.3控制YSZ缓冲层的设想

§4.3小结

第五章离子源辅助NiCr合金基底上沉积YBCO超导薄用膜及其性能测试

§5.1离子源系统

5.1.1离子源工作原理及其指标要求

5.1.2离子源引束过程

§5.2带离子源的真空系统

§5.3 NiCr合金基底上织构YSZ层的沉积

5.3.1 Ar+离子束辅助沉积织构YSZ薄膜

5.3.2 O+离子束辅助沉积织构YSZ薄膜

§5.4 YSZ/NiCr合金基底上织构YBCO薄膜

5.4.1 YBCO/YSZ(Ar+)/NiCr薄膜

5.4.2 YBCO/YSZ(O+)/NiCr薄膜

§5.5小结

第六章离子源辅助不锈钢基底上沉积YSZ、CeO2、和YBCO薄膜

§6.1不锈钢基底上织构YSZ层的沉积

6.1.1不锈钢基底上Ar+离子束辅助沉积织构YSZ层

6.1.2 O+离子束辅助激光沉积织构的YSZ薄膜

§6.2 YSZ/不锈钢基底上织构YBCO薄膜

6.2.1激光沉积YBCO/YSZ(Ar+)/不锈钢薄膜

6.2.2激光沉积YBCO/YSZ(O+)/不锈钢薄膜

§6.3不锈钢基底上激光沉积CeO2薄膜

6.3.1实验目的和实验条件

6.3.2实验结果和讨论

§6.4不锈钢基底上激光辅助沉积YSZ薄膜

§6.5小结

第七章层状化合物中自由电子的轨道磁性量子尺寸效应

7.1系统的Schr(o)dinger方程及其能级

7.2系统的配分函数和轨道磁性

7.3数值计算结果和讨论

第八章总结

致谢

作者在攻读博士学位期间发表的论文

参考文献