[发明专利]一种图案化钇钡铜氧高温超导薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种图案化钇钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，包括：（1）低氟感光溶液的配制，有效成分的摩尔比为：稀土醋酸盐：醋酸钡：醋酸铜：三氟乙酸：丙烯酸：苯甲酰丙酮：甲醇＝1：2：3～4：3～6：6～12：3~4：60～240；（2）镀膜；（3）曝光与溶洗；（4）低温预处理；（5）终处理。本发明的图案化钇钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，在该改进的不含胺根离子的低氟溶液基础上，进一步采用化学络合技术，赋予其光性，并结合紫外曝光，溶洗，热处理，获得具有特定图案化的YBCO超导薄膜图形。这一工艺技术路线具有成本低廉，工艺周期短，薄膜微图形性能优良的特点。

主权项

一种图案化钇钡铜氧高温超导薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）低氟感光溶液的配制：采用丙酸或丙烯酸、三氟乙酸和苯甲酰丙酮作为络合剂，将稀土醋酸盐、醋酸钡、醋酸铜溶解在甲醇中，得到蓝色透明低氟溶液；该溶液中有效成分的摩尔比为：稀土醋酸盐：醋酸钡：醋酸铜：三氟乙酸：丙烯酸：苯甲酰丙酮：甲醇＝1：2：3～4：3～6：6～12：3~4：60～240；其中，在所述的稀土醋酸盐中，醋酸钇的摩尔含量不低于50%；（2）镀膜：以低氟溶液作为前驱体溶液，采用浸渍提拉法或旋转涂覆法在单晶基片制得凝胶薄膜，在80℃条件下，干燥20~30min，挥发掉多余的溶剂，得到凝胶干膜；（3）曝光与溶洗：将具有特定图案的掩模版置于凝胶干膜上，掩模版在上，凝胶膜在下，紫外灯或波长为325nm的激光照射30min；去除掩模版，将凝胶薄膜浸入甲醇/乙醇的混合溶液中进行溶洗1~2min，溶洗结束后，采用吹风机吹干，并在80℃烘干5min，即可获得带有图案化的凝胶薄膜；（4）低温预处理：将凝胶薄膜放入石英管式烧结炉中，在氧气条件下升温到100℃，然后切换成湿氧气，然后再升温到200℃，然后以2~10℃/min升温到450℃，保温10~20min后，随后随炉降温到后取出，获得图案化薄膜；（5）终处理：将图案化薄膜置于管式炉内，从室温开始，在干N2或Ar环境下，以15~25℃/min的速度升温到650℃；随后，将气氛切换成湿N2/O2混合气氛，继续以10℃/min的速度升温到780~810℃，并保温70min，O2的含量保持在200~2000ppm；然后，将气氛切换成O2的含量保持在200~2000ppm的干N2/O2混合气氛，保温20min；最后随炉冷却，当温度冷却到650℃后将气氛切换成干O2，继续炉冷至450℃，并在此温度下保温2h；保温结束后，再随炉冷却到室温，并将气氛关闭，并取出样品。