[发明专利]一种纳米粒子诱导外延生长制备YBCO薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种纳米粒子诱导外延生长制备YBCO薄膜的方法，该方法为：一、制备Ho_xCe_1‑xO_2‑δ纳米粒子的分散液或者Dy_xCe_1‑xO_2‑δ纳米粒子的分散液；二、将Ho_xCe_1‑xO_2‑δ纳米粒子的分散液或者Dy_xCe_1‑xO_2‑δ纳米粒子的分散液涂敷于衬底上，干燥后得到表面修饰纳米粒子的衬底；三、将Ho_xCe_1‑xO_2‑δ纳米粒子的分散液或Dy_xCe_1‑xO_2‑δ纳米粒子的分散液加入到YBCO前驱液中，搅拌均匀后旋涂在表面修饰纳米粒子的衬底上，再置于石英管式炉中，在氩氧混合气下晶化，在氧气气氛中进行渗氧处理，随炉冷却后得到纳米粒子诱导取向增强的YBCO薄膜。本发明制备了具有c轴取向优势的立方状的纳米粒子，该纳米粒子通过自组装行为修饰衬底表面，诱导超导层外延取向生长，同时超导层中引入立方状纳米粒子，充分增加超导层的磁通钉扎性能。

主权项

1.一种纳米粒子诱导外延生长制备YBCO薄膜的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将硝酸钬、硝酸铈按照Ho∶Ce＝x∶(1‑x)的原子比加入到混合溶剂A中，搅拌均匀后得到总阳离子浓度为5mmol/L～100mmol/L的前驱液，再将所述前驱液置于反应釜中进行溶剂热反应，待反应结束后静置分成水相和有机相，制备得到的立方状的HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子存在于有机相中，除去水相后，对含HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的有机相进行离心浓缩，然后向离心浓缩后的HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的有机相中加入乙醇，经超声分散后得到HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液；所述HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液中总阳离子的浓度为5mmol/L～100mmol/L；所述x的取值为0.1～0.5，所述δ的取值为0.05～0.25；或者将硝酸镝、硝酸铈按照Dy：Ce＝x∶(1‑x)的原子比加入到混合溶剂A中，搅拌均匀后得到总阳离子浓度为5mmol/L～100mmol/L的前驱液，再将所述前驱液置于反应釜中进行溶剂热反应，待反应结束后静置分成水相和有机相，制备得到的立方状的DyxCe1‑xO2‑δ纳米粒子存在于有机相中，除去水相后，对含DyxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的有机相进行离心浓缩，然后向离心浓缩后的纳米粒子的有机相中加入乙醇，经超声分散后得到DyxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液；所述DyxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液中总阳离子的浓度为5mmol/L～100mmol/L；所述X的取值为0.1～0.5，所述δ的取值为0.05～0.25；步骤一中所述混合溶剂A由丁醇、甲苯和苯中的一种与水、油酸以及丁基胺按照1：(0.5～1)：0.1：0.01的体积比混合而成；步骤二、将步骤一中得到的HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液或者DyxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液涂敷于衬底上，干燥后得到表面修饰纳米粒子的衬底；所述衬底为Hastelloy/Al2O3/MgO/CeO2衬底或LaAlO3衬底；步骤三、将步骤一中得到的HoxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液或者DyxCe1‑xO2‑δ纳米粒子的分散液加入到YBCO前驱液中，搅拌均匀后旋涂在步骤二中得到的表面修饰纳米粒子的衬底上，再置于温度为120℃～200℃的石英管式炉中，并向所述石英管式炉内通入潮湿的氧气，以5℃/min的速率升温至400℃～500℃；然后通入潮湿的氩氧混合气，再以10℃/min～100℃/min的速率升温至770℃～810℃，保温1h～2h，待炉温降至450℃时保温1h进行渗氧处理，随炉冷却至室温后得到纳米粒子诱导取向增强的YBCO薄膜。