MOCVD法制备第二代高温超导带材YBCO涂层研究

YBCO高温超导带材由于其独特优异的电学性能，使得它在强电领域具有广泛的应用前景，已成为近年来超导领域的研究热点。本项目以MOCVD技术在双轴织构NiW基带上，通过总结有机源输运的基本实验规律及理论模型，建立流体模型设计特殊的流道，以及总气压、浓度、生长温度、气体流速等参数精确控制，进行第二代高温超导带材双面YBCO涂层的可控外延生长研究。通过优选不同晶格常数和不同厚度的缓冲层减缓界面反应、界面扩散，调节界面特性，利用高分辨X射线谱拟合分析，获得精确定量化的微结构信息，分析应变、缺陷等对YBCO薄膜微结构和性能的影响规律。采用建立一种基于YBCO/PrBCO多层膜结构的有效增强薄膜磁通钉扎的方法，考察不同调制结构对多层膜的外延生长质量，超导电性和磁通钉扎的影响，深入研究近邻效应和应力效应与YBCO性能的关系，进而揭示磁通钉扎机制。本项目不仅具有重要的理论研究价值，而且具有重要的应用前景。

YBCO高温超导带材由于其优异的电学性能，使得它在强电领域具有广泛的应用前景。本项目针对电力系统安全保障超导限流器设备对高温超导带材的特殊需求，以MOCVD技术在NiW金属基带上，通过总结有机源输运的基本实验规律及理论模型，建立流体模型进行理论计算并设计特殊的流道，以及总气压、浓度、生长温度、气体流速等参数精确控制，进行第二代YBCO涂层导体的可控外延生长研究。通过研究应力和磁通钉扎与YBCO性能的关系，揭示磁通钉扎机制，找到有效提高高场下电流承载能力的途径与方法。建立了基于YBCO/PrBCO多层膜结构的有效增强薄膜磁通钉扎的方法，考察不同调制结构对多层膜的外延生长质量，超导电性和磁通钉扎的影响。基本掌握了YBCO带材MOCVD制备的关键技术，有望对现代化大规模电子电力设备的开发提供材料支撑。