[发明专利]一种烧绿石型Nd2Mo2O7缓冲层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层导体用缓冲层的制备方法，具体涉及一种YBCO 涂层导体用烧绿石型Nd₂Mo₂O₇缓冲层的制备方法。

背景技术

涂层导体相对于Bi-2223/Ag第一代高温超导带材，在高场下具有更高 的临界电流密度，是制备液氮温区高场磁体的唯一选择，因此更具竞争力。 目前各国正在努力研究开发一种在柔性基带上涂以YBCO厚膜的涂层导 体。该涂层导体一般是由金属基带、缓冲层、YBCO超导层和保护层构成。 其中的缓冲层承担着传递织构和化学阻隔两大任务。目前研究较多的是非 导电型缓冲层。近年来，缓冲层技术也呈现由多层结构向单层结构、由多 种沉积技术组合向单一沉积技术的发展趋势。

由于Nd₂Mo₂O₇与NiW基带及YBCO晶格匹配良好，而且具有较好 的导电性，因此可以作为一种导电型缓冲层控制YBCO的取向生长。

目前国内外关于Nd₂Mo₂O₇的研究主要集中单晶样品的反常霍尔效应 及阻挫自旋结构方面，通常采用浮区单晶炉制备样品。关于利用非真空的 金属有机沉积(即MOD)技术制备Nd₂Mo₂O₇作为涂层导体缓冲层的研 究结果未见报道。

发明内容

本发明的目的是上述现有技术存在的不足，提供一种成本低、工艺重 复性好的烧绿石型Nd₂Mo₂O₇缓冲层的制备方法，以制备出织构良好、表 面粗糙度小和晶粒取向良好的Nd₂Mo₂O₇薄膜。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种烧绿石型 Nd₂Mo₂O₇缓冲层的制备方法，其特征在于制备过程为：

(1)将乙酰丙酮钕与乙酰丙酮钼固体按照摩尔比1∶1的比例混合；

(2)往步骤(1)的混合物中加入丙酸和甲醇混合溶液，丙酸和甲醇 的摩尔比为2∶3，然后加热搅拌1小时制成淡黄色的总阳离子浓度为 0.2-0.6摩尔/升的前驱液；

(3)用离心旋涂机将步骤(2)中的前驱液旋涂于已用丙酮超声清洗 过的YSZ单晶基片上，所述YSZ表示钇稳定的氧化锆；

(4)将步骤(3)中旋涂好的YSZ单晶基片置于烘箱中，在空气气氛 中干燥，然后将干燥后的YSZ单晶基片置于管式炉中，在氩气气氛下以7 ℃/分钟的升温速率从室温开始加热，在温度550℃条件下预分解，然后在 900-1150℃的温度下恒温1-3小时，最后以不低于2℃/分钟的冷却速率将 YSZ单晶基片冷却至室温，即制成Nd₂Mo₂O₇缓冲层。

上述步骤(3)中所述离心旋涂机的转速为3000转/分钟，所述旋涂时 间为30秒钟。

上述步骤(4)中所述烘箱的温度为60℃。

上述步骤(4)中所述干燥时间为48小时。

上述步骤(4)中所述预分解的时间为1小时。

本发明采用了一种非真空的金属有机沉积(MOD)方法来制备 Nd₂Mo₂O₇缓冲层。针对本发明的研究发现，采用乙酰丙酮钕和乙酰丙酮 钼固体作为前驱物配制成前驱液旋涂后，湿膜在60℃的烘箱中干燥后进行 高温热处理，即可制备出织构的Nd₂Mo₂O₇薄膜且表现出无微裂痕无孔洞 平整的表面特征。

本发明具有以下优点：本发明采用乙酰丙酮钕和乙酰丙酮钼固体作前 驱物，采用金属有机沉积法以550℃作为预分解温度，使前驱物尽可能同 时分解、晶化，制备出的Nd₂Mo₂O₇薄膜织构良好；采用该方法制备的 Nd₂Mo₂O₇缓冲层具有表面粗糙度小和表面层晶粒取向良好的特点，该方 法重复性好，由于采用非真空的化学溶液旋涂技术，因此可以显著降低制 备成本。