异质钙钛矿微结构材料制备及性能研究

该课题研究了周期性钙钛矿微结构材料的制备方法，采用化学外延的方法制备了铁电/高温超导（PZT/YBCO）、导电/高温超导（LaNiO3/YBCO）、绝缘/高温超导（Y2O3/YBCO）铁电/导电（PZT/LaNiO3）等微结构材料，并获得了清晰的界面结构，研究发现，在YBCO、LaNiO3上外延生长PZT铁电薄膜时，YBCO和LaNiO3不仅能够作为PZT的电极，而且能够诱导PZT沿C轴生长从而大幅度改善PZT的电疲劳性、降低漏电流并显著提高其极化强度；YBCO/LNO异质结构表现出了类似肖特基结的I-V特性，且在300～80K温度范围内随温度的降低肖特基势垒增高。当Y2O3/YBCO结构为一个周期时，能有效改善YBCO的微观组织、使Tc微有升高，但随层数增加，带来层间原子扩撒，不利于Tc的提高；通过控制YBCO/YSZ/YBCO和YBCO/SrTiO3（STO）/YBCO多层微结构材料的中间层厚度，其I-V曲线会表现出直流约瑟夫森效应的特征，这对高温超导微器件的开发具有重要价值。. 该课题还研究了YBCO、PZT和BiFeO3等钙钛矿氧化物微图形和微阵列的制备新方法，采用新的微细图形方法制备了YBCO延迟线，并研究了他们的超导性和物理特性。此外，该课题还利用化学掺杂将Zn2+离子引入YBCO晶格，在YBCO内部形成纳米尺寸的非超导区域，这些区域作为钉扎中心提高了磁场下薄膜的临界电流密度；研究了YBCO薄膜在LaAlO3纳米岛上生长特性，表明LaAlO3纳米岛能导致YBCO内部形成了堆垛层错晶体缺陷，这些缺陷会在一定程度上增强YBCO薄膜的磁通钉扎力，提高了磁场下YBCO薄膜的临界电流密度，这对YBCO涂层导体的应用具有重要意义。.课题进行期间培养了2名博士、19名硕士研究生、申请了2项专利，发表了15篇科技论文，其中13篇被SCI收录，2篇被EI收录。