低氟溶胶-凝胶法制备的YBa2Cu3O7-δ薄膜的生长取向和超导性能研究

本文采用低氟溶胶-凝胶法在(001)取向LaAlO3(LAO)的单晶衬底上制备了YBa2Cu3O7-δ (YBCO)薄膜。利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对薄膜的微观结构进行了表征分析，并用标准四探针技术对薄膜进行了超导电性能测试。实验结果表明，在湿度足够大的热处理气氛中制备的YBCO薄膜较在湿度相对较小的处理气氛中制备的薄膜具有更好的c轴生长织构和超导性能。根据经典的形核理论、化学反应热力学原理并结合所得到的实验结果，我们解释了在一定湿度条件下YBCO薄膜的结晶和生长机制。研究表明残留在YBCO薄膜中的第二相会引起晶格畸变，进而诱发a轴取向YBCO晶粒的形成，且热处理气氛中水蒸汽的含量对制备具有c轴取向且超导性能较好的YBCO薄膜有十分重要的作用。