,步骤10中,STO薄膜镀膜所需的气压值为5-300mTorr。
[0042]优选地,步骤11中,STO薄膜镀膜所需的激光能量为250-450mJ,激光频率为1_160Hz ο
[0043]优选地,步骤13中,行走速度为50_200m/h。
[0044]与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:本发明提供了一种基于IBAD-MgO基底的REBCO多层膜,在镀有隔离层的IBAD-MgO基底上通过多靶多通道激光脉冲沉积(PLD)系统制备。本发明制备的REBCO表面致密光滑,具有纯C轴取向和高临界电流,得益于超导薄膜生长控制技术,制备过程中薄膜具有很高的形貌稳定性和重复性;同时,STO夹层的厚度在10nm-500nm连续可调,并且具有纯C轴取向。
[0045]本发明的REBCO多层膜中,STO夹层和REBCO层的晶格失配度都很小,在其上很容易得到高质量的REBCO层;STO夹层厚度范围区间大,在10nm-500nm可调,并且其相邻的REBCO层之间的电流都可以导通;STO夹层具有光滑的表面和纯C轴取向;采用STO夹层制备的REBCO多层膜具有高临界电流密度,达5MA/cm2;本发明的制备方法简单,生长过程中的实验参数容易控制,适合于产业化生产。
【附图说明】
[0046]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0047]图1本发明的REBCO多层膜示意图;
[0048]图2 REBC0/ST0薄膜的XRD衍射图;
[0049]图3REBC0/ST0/REBC0薄膜的XRD衍射图
[0050]图4 REBC0/ST0/REBC0多层膜的表面形貌SEM图片;
[0051 ]图5 REBC0/ST0/REBC0多层膜临界电流和临界电流密度随STO夹层厚度变化曲线。【具体实施方式】
[0052]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0053]实施例1
[0054]本实施例提供一种在IBAD-MgO基底上制备REBCO多层膜的制备方法,包括以下步骤:
[0055]步骤1、把经高温烧结制备的REBCO和STO靶材装在腔体中的靶托;
[0056]步骤2、将镀有隔离层的IBAD-MgO基带缠绕在多通道脉冲激光沉积系统内;
[0057]步骤3、关闭镀膜系统的门,并抽真空到所需真空度IX 10—7,然后启动加热器,升温到REBCO薄膜工艺所需的温度值,温度为750°C ;
[0058]步骤4、通入氧气,将气体的气压调节到REBCO薄膜镀膜工艺所需的气压值,气压为200mTorr;
[0059]步骤5、启动激光靶旋转与扫描系统,启动准分子激光器能量和频率升到REBCO薄膜镀膜工艺所需的值,激光能量为250mJ,激光频率为40Hz;
[0060]步骤6、等加热温度、气压、激光能量、激光频率稳定后,打开激光光路开关,开始靶材表面预溅射过程,预溅射5分钟;
[0061]步骤7、等激光蒸发形成的椭球状等离子体稳定后,启动多通道传动装置的步进电机开关,并将基带的行走速度调到20m/h,进行镀膜,金属基带通过多次缠绕在多通道传动装置的辊轴,多次通过镀膜区;
[0062]步骤8、完成REBCO镀膜后,关闭激光靶旋转与扫描系统,将靶材换到STO靶材;
[0063]步骤9、将温度调整到STO薄膜工艺所需的温度值,温度为350°C ;
[0064]步骤10、将氧气气压调节到STO薄膜镀膜工艺所需的气压值,气压为5mTorr;
[0065]步骤11、启动激光靶旋转与扫描系统,启动准分子激光器能量和频率升到STO薄膜镀膜工艺所需的值,激光能量为250mJ,激光频率为IHz;
[0066]步骤12、等加热温度、气压、激光能量、激光频率稳定后,打开激光光路开关,开始靶材表面预溅射过程,预溅射5分钟;
[0067]步骤13、等激光蒸发形成的椭球状等离子体稳定后,启动多通道传动装置的步进电机开关,并将基带的行走速度调到50m/h,进行镀膜,金属基带通过多次缠绕在多通道传动装置的辊轴,多次通过镀膜区;
[0068]步骤14、完成STO镀膜后,关闭激光靶旋转与扫描系统,将靶材再换回REBCO靶材;
[0069]步骤15、将温度调整到REBCO薄膜工艺所需的温度值,温度为750°C ;
[0070]步骤16、将氧气气压调节到REBCO薄膜镀膜工艺所需的气压值,气压为200mTorr,然后重复步骤5_7 ;
[0071]步骤17、完成镀膜后,关闭步进电机、加热器和激光光路开关。
[0072 ] 步骤18、等降到100 °C以下,通入氮气,开腔取出样品。
[0073]实施例2
[0074]本实施例提供一种在IBAD-MgO基底上制备REBCO多层膜的制备方法,包括以下步骤:
[0075]步骤1、把经高温烧结制备的REBCO和STO靶材装在腔体中的靶托;
[0076]步骤2、将镀有隔离层的IBAD-MgO基带缠绕在多通道脉冲激光沉积系统内;
[0077]步骤3、关闭镀膜系统的门,并抽真空到所需真空度IX 10—6,然后启动加热器,升温到REBCO薄膜工艺所需的温度值,温度为800°C ;
[0078]步骤4、通入氧气,将气体的气压调节到REBCO薄膜镀膜工艺所需的气压值,气压为300mTorr;
[0079]步骤5、启动激光靶旋转与扫描系统,启动准分子激光器能量和频率升到REBCO薄膜镀膜工艺所需的值,激光能量为350mJ,激光频率为80Hz;
[0080]步骤6、等加热温度、气压、激光能量、激光频率稳定后,打开激光光路开关,开始靶材表面预溅射过程,预溅射10分钟;
[0081]步骤7、等激光蒸发形成的椭球状等离子体稳定后,启动多通道传动装置的步进电机开关,并将基带的行走速度调到100m/h,进行镀膜,金属基带通过多次缠绕在多通道传动装置的辊轴,多次通过镀膜区;
[0082]步骤8、完成REBCO镀膜后,关闭激光靶旋转与扫描系统,将靶材换到STO靶材;
[0083]步骤9、将温度调整到STO薄膜工艺所需的温度值,温度为450°C ;
[0084]步骤10、将氧气气压调节到STO薄膜镀膜工艺所需的气压值,气压为50mTorr;
[0085]步骤11、启动激光靶旋转与扫描系统,启动准分子激光器能量和频率升到STO薄膜镀膜工艺所需的值,激光能量为350mJ,激光频率为80Hz;
[0086]步骤12、等加热温度、气压、激光能量、激光频率稳定后,打开激光光路开关,开始靶材表面预溅射过程,预溅射10分钟;
[0087]步骤13、等激光蒸发形成的椭球状等离子体稳定后,启动多通道传动装置的步进电机开关,并将基带的行走速度调到100m/h,进行镀膜,金属基带通过多次缠绕在多通道传动装置的辊轴,多次通过镀膜区;
[0088]步骤14、完成STO镀膜后,关闭激光靶旋转与扫描系统,将靶材再换回REBCO靶材;
[0089]步骤15、将温度调整到REBCO薄膜工艺所需的温度值,温度为800°C ;