[发明专利]一种LaAlO3掺杂的复合YBCO薄膜的制备方法

摘要

一种LaAlO₃掺杂的复合YBCO薄膜的制备方法属于高温超导材料制备领域。本发明通过以有机镧盐和铝盐为前驱盐，采用化学溶液方法制备前驱液后，经过旋涂的方法将前驱液涂敷到LAO单晶基板上，再经过热处理工艺在单晶表面复合薄膜，本发明所提供的LAO掺杂的复合薄膜，其掺杂相LAO可与YBCO共格界面，引入钉扎缺陷的同时，保证了YBCO结构不被破坏。本发明制无需外加溶剂，体系简单，经济节约，烧结工艺时间较短，形成LAO相同时保证YBCO的外延生长不被阻碍。本发明所制备的复合薄膜5％LAO掺杂样品自场下J_e约为纯YBCO薄膜的3倍，外场下77K，1.5T下约为纯YBCO薄膜的6倍。

主权项

一种LaAlO₃掺杂的复合YBCO薄膜的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：1)制备前驱液：按照LAO化学计量比称量的乙酰丙酮镧和乙酰丙酮铝和按照YBCO化学计量比称量的醋酸钇和醋酸钡四种粉末一起溶解到去离子水中，然后加三氟乙酸酐，在50℃下搅拌2～8h,得到前驱液A,其中LAO掺杂含量为摩尔掺杂量2.5％～7.5％，所述掺杂含量为LAO与YBCO的含量摩尔百分比；按照YBCO的化学计量比将所需含量的醋酸铜溶解到去离子水中，加化学计量比的丙烯酸，在80℃水浴下搅拌1～3h，得到前驱液B；全部混合A和B,在60℃下蒸馏；把水分蒸馏干净后加无水甲醇，反复蒸馏3遍，最后用无水甲醇定容，得到前驱液；2)涂敷前驱液：将步骤1)制备的前驱液采用旋涂的方式涂敷到LAO单晶基板上，旋转涂敷的转数为4000～6000rpm，旋涂时间为60～120s得到前驱膜；3)低温分解：在通干燥氧气的条件下，将前驱膜于室温下以5～10℃/min的速率升到180℃，其中在100摄氏度时氧气换成相对湿度为40％的湿氧，然后以3～5℃/min的速率升到400℃，并保温10min；得到低温分解膜；4)高温烧结：在Ar/O₂混合气氛下以20～40℃/min的速率升到810℃，保温2～3h；其中O₂含量不超过200PPM；在400摄氏度下气氛由干燥气氛换成相对湿度为80％的湿气；在保温的最后30min把相对湿度为80％的湿气换回干燥气氛；在保温完毕后，样品随炉冷却到450℃时，气氛由干燥Ar/O₂混合气换成干燥纯O₂，使YBCO吸氧，由四方相转变为超导相。