[发明专利]一种ReBa2

说明书

本发明提供一种ReBa₂Cu₃O_7‑x超导薄膜上制备钉扎层的方法，涉及陶瓷材料制备技术领域。本发明为一种ReBa₂Cu₃O_7‑x超导薄膜上制备钉扎层的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供金属元素掺杂的ReBa₂Cu₃O_7‑x模板层，以及在所述ReBa₂Cu₃O_7‑x模板层表面沉积ReBa₂Cu₃O_7‑x超导层；以及，激光照射所述ReBa₂Cu₃O_7‑x超导层。激光照射成膜辅助沉积得到均匀的温度场和能量场，使制备的薄膜面内取向更好，且沉积速率更快、沉积温度更低，大幅度地提高高温超导在高场下的临界电流密度及磁通钉扎力，提高钇系高温超导材料性能。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种ReBa₂Cu₃O_7-x超导薄膜上制备钉扎层的方法。

背景技术

第二代高温超导材料ReBa₂Cu₃O_7-x由于其优异的磁场导电性能和相对低的成本，在强电领域具有很好的应用前景，其中Re代表Tb、Gd、Sm、Yb、La、Lu等元素。但在实际应用中，磁场的变化对其超导性能仍具有较大影响，为了克服这一难题，通过引入钉扎中心，可以有效提高ReBa₂Cu₃O_7-x在磁场中的超导性能。

目前，ReBa₂Cu₃O_7-x超导薄膜中引入钉扎中心的方法主要有三种：离子辐照法、微阵列法、掺杂法。在采用离子辐照法引入钉扎中心方面，但离子辐照法制备的材料具有放射性，且经济投入较大。

在通过微阵列法引入钉扎中心方面，西安理工大学的雷黎等人通过紫外线照射，在LaAlO₃单晶基板上制备出阵列周期约为50 μm的Ba_0.7Sr_0.3TiO₃图形，他们通过这些微阵列，成功地向YBa₂Cu₃O_7-x薄膜中引入钉扎中心，从而大幅度地提高了YBa₂Cu₃O_7-x薄膜在高场下的临界电流密度及磁通钉扎力，但微阵列法在大面积实现高规格化生产方面还有待改进。

掺杂法是一种更常用、更有效的引入钉扎中心的手段。掺杂法是指多种物质混杂在一起的加工手段，在化工、材料等领域中，掺杂通常是指为了改善某种材料或物质的性能，有目的在这种材料或基质中，掺入少量其他元素或化合物。掺杂法可以使材料、基质产生特定的电学、磁学和光学等性能，从而使其具有特定的价值或用途。

日本SRL-ISTEC公司采用化学溶液沉积方法在YBCO超导层中引入稀土离子钐，改变钇位的化学计量比制备出超导层，其中形成尺寸较小的点缺陷，能够优化超导层的磁通钉扎性能。然而这些研究仅从某一特定方式引入缺陷结构方面进行研究，没有实现超导层的c轴方向与ab面内的整体钉扎，也没有实现超导层的同质外延生长，临界电流密度及磁通钉扎力低。

发明内容