[发明专利]一种烧绿石型Gd2Ti2O7缓冲层薄膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种烧绿石型Gd₂Ti₂O₇缓冲层薄膜的制备方法，包括以下步骤：一、将乙酰丙酮钆溶解于丙酸和乙酰丙酮的混合溶液中，混合均匀后得到溶液A，将乙酰丙酮氧钛溶解于2‑甲氧基乙醇中，混合均匀后得到溶液B，然后将溶液A和溶液B混合均匀，得到前驱液；二、将前驱液涂覆在衬底表面，然后将涂覆有前驱液的衬底置于管式炉中进行热处理，得到烧绿石型Gd₂Ti₂O₇缓冲层薄膜。本发明工艺简单、成本低，制备的Gd₂Ti₂O₇薄膜具有良好c轴织构和平整表面，有效地简化了氧化物薄膜的制备工艺，并且适宜于大规模生产Gd₂Ti₂O₇薄膜。

技术领域

本发明属于超导材料制备技术领域，具体涉及一种烧绿石型Gd₂Ti₂O₇缓冲层薄膜的制备方法。

背景技术

相对于其它超导材料，YBCO具有更高的本征钉扎能力，所以在77K 条件下具有优越的高场性能，是制备液氮温区磁体的唯一选择，而制备第二代高温超导涂层导体带材是YBCO超导材料实用化的关键所在，涂层导体是由基带/缓冲层/超导层/保护层组成的多层膜结构复合材料。人们一直在探索采用一种高度稳定且相对简单的工艺来制备涂层导体带材，目前，轧制辅助双轴织构镍基带材(RABiTS)已经得到广泛应用，而采用三氟乙酸盐金属有机沉积技术制备超导层是人们公认的低成本技术路线；相比之下，缓冲层材料的选择和制备还处于不断的发展过程中，因此，从实用化角度出发，迫切需要以低成本技术路线为途径解决涂层导体中缓冲层制备的技术问题。

在涂层导体的整体结构中，缓冲层是其中的关键功能层，传递织构和阻隔扩散的双重要求给缓冲层材料的选择和制备技术带来了挑战。目前，研究较为成功的缓冲层材料大多为简单氧化物、钙钛矿和烧绿石结构的氧化物等；例如Y₂O₃、CeO₂、SrTiO₃、La₂Zr₂O₇等，其中烧绿石结构氧化物的热稳定性好，而且它与Ni-W基带和超导层之间具有良好的化学和结构兼容性，因此近年来受到人们的普遍重视。

目前，缓冲层的制备技术主要包括物理气相沉积(PVD)和化学溶液沉积(CSD)两大类，对于PVD技术，其优点是易于获得高性能的氧化物薄膜，但工艺复杂、沉积速度慢以及成本较高等缺点为制备实用化的长带带来很大的困难；相比之下，CSD技术工艺相对简单，而且可以精确控制金属组元的配比，还能够在任意形状的衬底表面均匀成膜，制备成本较低，容易实现连续制备，因此，采用CSD技术路线制备缓冲层是高性能低成本技术涂层导体的重要发展方向。

由于Gd₂Ti₂O₇的化学稳定性好且易于实现稀土离子掺杂，而且与 Ni-W基带晶格匹配良好，所以可以用作缓冲层诱导YBCO超导层的取向生长，近年来受到人们的广泛关注。

目前Gd₂Ti₂O₇缓冲层制备主要采用的是PVD技术，这并不利于涂层导体制备成本的降低，也不适宜于涂层导体长带的连续制备。因此，采用 CSD技术沉积Gd₂Ti₂O₇薄膜对于实现涂层导体缓冲层低成本技术路线是非常重要的，同时对于促进涂层导体的制备技术进展具有重要意义。

发明内容