[发明专利]多层复合结构稀土钡铜氧超导膜及其制备方法

权利要求书

1.一种多层复合结构的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，包括：在基底上交替沉积REBa_1+xCuO_7-y膜和金属层，形成的超导膜表示为(REBa_1+xCuO_7-y/M)n，其中RE为稀土元素，M表示金属层，0.5≤x≤1,0<y<0.5，其中，REBa_1+xCuO_7-y使用化学溶液涂覆，所述化学溶液涂覆使用的前驱物中含有稀土金属、钡和铜的盐类，所述金属层使用物理气相沉积，经过热处理后得到所述多层复合结构稀土钡铜氧超导膜，所述热处理包括热分解、烧结和充氧三个阶段。

2.如权利要求1所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，所述化学溶液涂覆使用的前驱物形态为溶液或溶胶，其成分为以金属阳离子摩尔比为1：(1+x)：3的稀土元素、钡和铜的盐类为溶质，以及水、有机溶剂或酸类作为溶剂，其中0.5≤x≤1。

3.如权利要求1所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，稀土成分采用一种稀土元素或者若干种稀土元素组合，稀土元素包括钇(Y)、钆(Gd)、钐(Sm)、钕(Nd)、铕(Eu)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)中的一种或多种。

4.如权利要求1至3任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，所述盐类包括三氟乙酸盐、乙酸盐、硝酸盐、碳酸盐、盐酸盐、丙烯酸盐、环烷酸盐中的一种或多种。

5.如权利要求1至3任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，所述基底为具有双轴织构的氧化物。

6.如权利要求5所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，所述基底为单晶基片或具有双轴织构的薄膜。

7.如权利要求1至3任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，所述化学溶液涂覆的涂覆方式为旋涂、浸涂、模缝涂布或喷涂打印。

8.如权利要求1至3任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，在多层薄膜结构的制备过程中，每涂覆一层REBa_1+xCuO_7-y膜后进行热解再进行所述金属层的物理气相沉积，或者在多层薄膜结构的制备过程中不进行热解。

9.如权利要求1至3任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，在热分解阶段，以1-1500℃/分钟的升温速率将前驱膜样品所处位置的炉温升至为300-650℃并保温不超过60分钟，该过程中使用0.1-3升/分钟的高纯氧气流作为热分解气氛，并在100℃左右增加水蒸汽的通入；在烧结阶段，在热处理炉中通入氧氮混合气和水蒸汽，气体流量为0.1-3升/分钟，以10-100℃/分钟的升温速率将前驱膜样品所处位置的炉温升至为730-825℃并保温20-250分钟；在充氧阶段，将前驱膜样品所处位置的炉温降至400-500℃，保温0-240分钟，在降温过程中将热处理气氛切换为干燥的高纯氧气；最后使样品冷却至室温。

10.如权利要求1至3任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法，其特征在于，所述金属层的元素包括铈(Ce)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)中的一种或多种，所述金属层的厚度不超过100nm，其形貌可以为连续的金属薄膜或岛状的不连续的薄膜；所述物理气相沉积方法为磁控溅射、离子束溅射或真空蒸镀。

11.一种多层复合结构的稀土钡铜氧高温超导膜，其特征在于，是由如权利要求1至10任一项所述的稀土钡铜氧高温超导膜制备方法制备得到的稀土钡铜氧高温超导膜。