[发明专利]一种锆掺杂低氟杂化溶液制备钇钡铜氧超导薄膜的方法

权利要求书

1.一种锆掺杂制备钇钡铜氧超导薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)制备锆掺杂的钇钡铜氧溶液：

将三氟乙酸钡溶解于甲醇溶液中，得到溶液A；

将醋酸钡溶解于甲醇与丙烯酸的混合溶液中，得到溶液B；

将醋酸铜溶解于甲醇与α-甲基丙烯酸的混合溶液中，得到溶液C；

将醋酸钇与乙酰丙酮锆溶解于甲醇与甲基三乙醇胺的混合溶液中，获得溶液D；

将溶液A、溶液B、溶液C，溶液D混合，配制醋酸钇、三氟乙酸钡、醋酸钡、醋酸铜、乙酰丙酮锆的摩尔比为3：x：6-x：9：0.24，其中x的取值为1≤x2，搅拌均匀后，得到Zr⁴⁺掺杂的钇钡铜氧溶液，用甲醇稀释控制该溶液中金属离子的总浓度控制在1～1.5mol/L；

(2)凝胶薄膜的制备及紫外辐照(UV)处理：将步骤(1)得到的Zr⁴⁺掺杂的钇钡铜氧溶液作为前驱体溶液，利用浸渍提拉法在基底上制备钇钡铜氧前驱凝胶薄膜，将凝胶薄膜干燥并进行紫外辐照处理；

(3)制备锆掺杂的钇钡铜氧高温超导薄膜：将步骤(2)紫外辐照完的薄膜进行高温晶化热处理和渗氧热处理，得到锆掺杂的钇钡铜氧高温超导薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述溶液B中丙烯酸与醋酸钡中钡离子摩尔比为8～10：1；所述溶液C中α-甲基丙烯酸与醋酸铜的摩尔比为3～6：1；所述溶液D中甲基三乙醇胺、醋酸钇、乙酰丙酮锆的摩尔比为1.5～2：1：0.08。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的基底为铝酸镧单晶基片或具有过渡层的NiW基带中的一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述对薄膜进行干燥处理，是在80～100℃下干燥5～20min，得到固化的薄膜。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的紫外辐射处理的条件为：将经过干燥处理后的薄膜放置于紫外灯下，在350℃下，空气或氮气气氛中照射10～20min，紫外光波长为185和254nm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述制备锆掺杂的钇钡铜氧高温超导薄膜的具体方法为：将紫外辐照处理后的薄膜放置于氧分压为500ppm的氮气气氛的石英管式炉内，并以10～20℃/min的速率将炉内温度升高到775℃，当温度升高到200℃时将气氛切换成含水蒸汽的氧气-氮气的混合气体，水蒸汽分压保持在4～8kPa；升温到775℃后，保温1～3h，随后将气氛切换成不含水蒸汽的氧气-氮气混合气，并继续保温10～30min，最后随炉自然冷却，当温度冷却到400～500℃后再将气氛切换成纯O₂进行渗氧，并保温1～3h后，再随炉自然冷却到室温后，关闭气氛，即得锆掺杂的钇钡铜氧高温超导薄膜。

7.根据权利要求1-6任一上述方法制备出的锆掺杂的钇钡铜氧超导薄膜。

8.权利要求7中的锆掺杂的钇钡铜氧超导薄膜在微电子器件领域的应用。

9.权利要求7中的锆掺杂的钇钡铜氧超导薄膜在电力电子领域的应用。