[发明专利]一种在BaFe2

说明书

本发明提供了一种在BaFe₂As₂单晶基底上制备Ba_1‑xCs_xFe₂As₂超导薄膜的方法，以金属钡(Ba)、铯(Cs)、铁(Fe)以及砷(As)或者它们之间的化合物作为原料，研磨后封管在密闭的条件下烧结，即可在BaFe₂As₂单晶基底上生长出Ba_1‑xCs_xFe₂As₂超导薄膜。本发明制备工艺简单、操作方便，可制备出含活泼金属元素Cs的Ba_1‑xCs_xFe₂As₂超导薄膜。所得超导薄膜具有高的临界转变温度，高的上临界场，为高性能铁基“122”系高温超导薄膜材料的制备提供了新思路，在超导强电磁及微电子应用方面具有较好的前景。

技术领域

本发明涉及铁基超导薄膜技术领域，具体涉及一种在BaFe₂As₂单晶基底上制备Ba_1-xCs_xFe₂As₂超导薄膜的方法。

背景技术

超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着在超导体内可以通过较大的电流并且无焦耳热的产生。因此，超导材料被广泛的应用在电力输送、强稳恒磁场、核磁共振成像和航空航天等领域。铁基超导材料因为其大的临界电流密度、高上临界场和不可逆场、小的各向异性以及材料本身良好的延展性等诸多优点，近年来成为了超导材料研究的热点之一。

铁基超导材料具有优异的超导特性，为了探索其在电力、动力、能源、医疗。交通等方面的应用，近十年来，国际上在铁基超导单晶、多晶、线带材、薄膜材料的生长与合成上取得了许多进展。由于研制约瑟夫森结、超导量子干涉仪、超导混频器以及超导粒子探测器等超导器件都需要高质量的外延薄膜，因此对超导薄膜制备方法的探索对于铁基材料的基础研究、强电应用和弱电应用均具有重要意义。目前国内外相关科研人员已经开展了一些相关的研究工作，如公开号为CN101867012A专利公开了一种外延铁基超导薄膜的制备方法，其利用脉冲激光沉积法（PLD）成功制备出FeSe_0.4Te_0.6超导薄膜；公开号为CN113838965A专利利用磁控溅射法，通过刻蚀牺牲层获得了独立的GBCO超导薄膜，提供了一种独立式高温超导薄膜的制备方法，同时使用该方法可以回收刻蚀后的基片，节约了制备成本。

由于铯(Cs)为不稳定元素，在通过PLD法制备薄膜时极易挥发，目前对122型铁基超导薄膜的制备多用MBE法。然而，上述制备铁基超导薄膜的方法存在工艺技术复杂，工艺参数难易控制等问题，其工艺技术有待进一步的改进。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种在BaFe₂As₂单晶基底上制备Ba_1-xCs_xFe₂As₂超导薄膜的方法。

本发明采用以下技术方案：

一种在BaFe₂As₂单晶基底上制备Ba_1-xCs_xFe₂As₂超导薄膜的方法，包括以下步骤：

步骤A、称取反应原料，反应原料包括Ba、Cs、Fe、As以及他们之间的化合物FeAs、AeAs中的几种，其中Ae为Cs或Ba；反应原料中的一部分作为助熔剂，助熔剂是FeAs或者FeAs与CsAs混合物或FeAs与BaAs的混合物；

步骤B、将配比后的反应原料球磨3～6h，中间开盖将粘连在球磨罐壁上的原料清理，并用研钵碾碎、混合均匀，然后再次进行球磨，如此反复3-4次即可；