高温超导薄膜材料在低功率微波滤波器及磁器件方面得到了初具规模的应用,在西方发达国家已经进入了实际应用阶段,然而其有限的磁通钉扎性能以及由此带来的微波非线性行为却极大地限制了高温超导薄膜的更大规模的应用。本项目根据已有研究显示的潜力,采用脉冲激光沉积技术在高质量外延生长的YBCO高温超导薄膜中引入具有纳米结构的人工磁通钉扎中心,以期望大幅度地提高其磁通钉扎性能以及对微波非线性行为的抑制性能。我们首先通过激光轰击掺BaZrO3的YBCO靶,成功地在YBCO薄膜中引入了BaZrO3氧化物纳米结构,获得了较好的磁通钉扎性能。考虑到不同纳米结构具有不同的磁通钉扎效应,我们在YBCO薄膜中同时引入两种氧化物(BaZrO3与Y2O3)纳米磁通钉扎中心,系统地研究了它们的磁通钉扎性能以及这两种纳米磁通钉扎中心之间的相互作用模式。在研究中,我们采用了两种技术路线引入Y2O3纳米磁通钉扎中心。研究结果表明BaZrO3与Y2O3纳米磁通中心的钉扎性能具有相互增强的效果。微波性能的初步测试表明YBCO薄膜的微波表面电阻没有得到改善,但还需要进一步的实验验证。
英文主题词YBCO; Thin films; Nanostructures; Flux pinning centers; Microwave properties