[科普中国]-钇钡铜氧膜

钇钡铜氧膜是指由化学计量比为1:2: 3的钇、钡、铜三种元素与氧原子组成的高温超导薄膜。其正交相时为超导相，温度高于90K。在77K和零场下，临界电流密度大于十的六次方。

简介钇钡铜氧膜是指由化学计量比为1:2: 3的钇、钡、铜三种元素与氧原子组成的高温超导薄膜。

特点其正交相时为超导相，温度高于90K。在77K和零场下，临界电流密度大于十的六次方。

制备方法几乎所有制备薄膜的方法，如电子束蒸发法、分子束外延法、离子束溅射法、磁控溅射法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积(CVI))法等都可用来制备质量良好的薄膜。在许多单晶基片上以及一些有隔离层的复合基片上，都可以外延生长成c轴取向的高质量的钇钡铜氧薄膜1。

研究现状钇钡铜氧的化学式为YBa2Cu3O7-x，简称YBCO，是一种高温超导材料。YBCO膜可用于微电子领域，制成的各种高，精，尖电子器件，比如超导量子干涉仪(SQUID)，超导耦合天线(Antenna-coupled)、超导探测器(Superconductor bolometric detectors)等。

制备YBCO膜主要采用PLD，MOCVD，磁控溅射等方法，但要涉及到价格昂贵的真空设备。近年来，溶胶凝胶(sol-gel)法，越来越受到人们的重视。然而，以金属醇盐或其他不含氟的无机盐为起始原料制备YBCO膜时，在热处理过程中，易于形成BaCO3相，导致Y2BaCuO5(211相)，CuO等杂相的产生，并阻碍YBCO相的形成，因而，利用三氟醋酸盐(TFA)为先驱体制备YBCO膜的金属有机物沉积(MOD)法，简称TFA-MOD法，制备YBCO膜工艺越来越受到重视。然而TFA-MOD法具有本身的缺陷，该工艺将钇，钡，铜三种金属的三氟醋酸盐溶于合适的溶剂后获得先驱体溶液(all-TFA溶液)，在一定基底上涂敷得到的凝胶膜要经过两个阶段的热处理。在热处理过程的第一阶段，既热分解阶段，凝胶膜分解产生大量的HF，影响膜的表面质量，且在膜内部产生大量的孔洞，甚至与基底发生反应，最终影响膜的超导电性。因此，在热分解过程中，需要采用慢速升温的手段热分解，以便获得表面质量良好且组织致密的膜。然而，这种慢速升温的手段往往耗时长，对于制备YBCO厚膜而言，需要多次重复“镀膜—热分解”过程，这样使得制备工艺周期更长。

相关概念钇钡铜氧，或称钇钡铜氧化物、YBCO，是化学式为YBa2Cu3O7的化合物。它是著名的高温超导体，属于第二类超导体，并且是第一个制得转变温度在液氮沸点以上的材料。在发现超导性后的第75年，在苏黎世IBM工作的约翰内斯·格奥尔格·贝德诺尔茨和卡尔·亚历山大·米勒发现特定的半导体氧化物可以在高于35K的温度下显示出超导性，特别是镧钡铜氧化物，一种缺氧钙钛矿型的潜在材料2。

本词条内容贡献者为:

邱学农 - 副教授 - 济南大学