[发明专利]一种NiW合金基底上的立方织构Ce1-σGdσO2薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超导材料技术领域，具体涉及一种NiW合金基底上的立方织构Ce_1-σGd_σO₂薄膜及其制备方法。

背景技术

YBa₂Cu₃O_7-x (YBCO)是一种很有前景的高温超导材料，在电子器件等领域具有广泛的应用前景。由于很多金属离子在高温下会与YBCO层相互扩散，进而会严重降低YBCO的超导性能，因此需要在金属基板上先沉积一层或多层缓冲层材料以阻止金属基板和YBCO层之间的扩散；另外，就YBCO膜来讲，具有双轴织构才能具备良好的超导电性，这就要求缓冲层与基底和YBCO具有良好的晶格匹配，将金属基板的双轴织构外延传递给YBCO层。因此在制备YBCO涂层导体带材的过程中，制备低成本、高质量、稳定性好的缓冲层成为一个关键技术环节。

目前，很多工艺方法都被用于制备高质量的缓冲层，PLD(脉冲激光沉积)、CSV以及热喷涂法的设备造价高昂，而溶液法由于设备简单以及成本低廉，可用于大面积沉积和精确控制化学计量比等众多优点受到研究者的广泛关注。Zhu X.B.等用化学溶液沉积方法制备了La_xSr_1-xTiO₃导电缓冲层；K.S. Hwang等用热喷涂法制备了La_0.5Sr_0.5CoO₃导电缓冲层；K. Kim等用PLD法制备了LaTiO_3+x导电缓冲层, Y.-J. Yu等用CSD法制备了BaPbO₃导电缓冲层。但是在双轴结构的NiW合金上制备具有良好晶格匹配度的薄膜目前还未见相关报道。

在众多的YBCO复合缓冲层结构中，CeO₂是一种经过实验检验的极好的缓冲层材料，但CeO₂在还原性气氛超过20nm的临界厚度以后，很容易产生裂纹，易产生裂纹的这种局限与CeO₂自身的晶格氧空位有关，因此如何减少其裂纹使之成为合格的缓冲材料也是亟待解决的问题。

发明内容

    针对现有技术存在的问题，本发明提供一种NiW合金基底上的立方织构Ce_1-σGd_σO₂薄膜及其制备方法，目的是得到一种和YBCO具有良好晶格匹配的缓冲层，实现YBCO超导材料的外延生长，从而提高超导带材的导电性。

    一种NiW合金基底上的立方织构Ce_1-σGd_σO₂薄膜，是生长在立方织构的NiW合金基底上的Ce_1-σGd_σO₂薄膜，厚度为 200-500nm，具有（200）择优取向和面心立方晶体结构，织构形式为{100}<001>，其中0.1≤σ≤0.2，所述的NiW合金是按质量百分比含5%W 的Ni-5%W合金。

   制备NiW合金基底上的立方织构Ce_1-σGd_σO₂薄膜的方法按照以下步骤进行：

（1）以乙酸铈((CH₃CO₂)₃Ce(III))和硝酸钆(GdN₃O₉)为起始原料，按照摩尔比Ce³⁺: Gd³⁺=（4~9）: 1的比例将原料溶解于丙酸(C₂H₅COOH)中，调节溶液Ce³⁺和Gd³⁺的总浓度为1.0~1.2mol/l，得到Ce_1-σGd_σO₂前驱液，0.1≤σ≤0.2；