[发明专利]一种在氧化铝晶体基底上制备高温超导薄膜的方法

权利要求书

1.一种在氧化铝晶体基底上制备高温超导薄膜的方法，其特征在于具体步骤为：

（1）氧化铝晶体基底的制备，将0.2mm厚纯度为99.99%的铝片剪切后放入丙酮中超声清洗15分钟，再将超声清洗后的铝片在350℃的温度下隔绝空气退火3小时，将退火处理后的铝片进行电化学抛光，以退火处理后的铝片作为阳极，圆形铜片作为阴极，阴阳两极平行相对，以体积比为5:1的乙醇和高氯酸的混合溶液作为电解液，在20V的电压和6-8℃的温度下电解直至铝片表面一层黑色薄膜退去，电解后用60℃热水冲洗表面的电解液，然后以预处理后的铝片作为阳极，铂电极作为阴极，在摩尔浓度为1.0mol/L的醋酸溶液中于5℃进行阳极氧化直至铝片变为透明的氧化铝为止，其中氧化的电压为45V，最后将得到的氧化铝基底用高纯水清洗后置于退火炉中，在高纯氧气气氛下以50℃/s的升温速率升温至800℃保温1小时，然后随炉冷却后制得氧化铝晶体基底；

（2）CeO₂过渡层的制备，以丙酸为溶剂配制摩尔浓度为0.4mol/L的乙酰丙酮铈前驱液，将氧化铝晶体基底置于旋涂机中进行乙酰丙酮铈前驱液的涂覆，然后升温至1000℃并保温5分钟后随炉冷却制得CeO₂/Al₂O₃基片；

（3）YBCO超导层的制备，首先按照n（Y）：n（Ba）：n（Cu）=1:2:3的摩尔配比将Y(CH₃COO)₃·4H₂O、Ba(CH₃COO)₂和Cu(CH₃COO)₂溶于蒸馏水中，再加入三氟乙酸，在60℃的水浴中搅拌3小时，然后使用旋转蒸发仪将上述溶液进行低压蒸馏，待溶液成为粘稠状后加入甲醇稀释并反复蒸馏，最后加入甲醇控制总的阳离子摩尔浓度为1.5mol/L得到YBCO前驱液，将CeO₂/Al₂O₃基片置于甲醇中清洗10分钟，再置于旋涂机中涂覆YBCO前驱液，在高纯氧气气氛下经过烧结工艺制得YBCO/CeO₂/Al₂O₃晶片。

2.根据权利要求1所述的在氧化铝晶体基底上制备高温超导薄膜的方法，其特征在于：步骤（2）中的升温速率为300-600℃/h。

3.根据权利要求1所述的在氧化铝晶体基底上制备高温超导薄膜的方法，其特征在于：步骤（3）中烧结工艺的具体过程为：室温-100℃，升温速率600℃/h；100-200℃，升温速率135℃/h；200-250℃，升温速率5℃/h；250-300℃，升温速率30℃/h；300-550℃，升温速率300℃/h；550℃保温50分钟；550-850℃，升温速率300℃/h；850℃保温500分钟；850-500℃，降温速率100℃/h；500-450℃，降温速率50℃/h；450℃-室温，随炉冷却；烧结过程中控制高纯氧气的流速为0.1L/min，降温烧结温度降至500℃时控制高纯氧气的流速为0.5L/min。