專利名稱：用于厚膜帶的離子束輔助高溫超導(dǎo)體(hts)沉積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及厚膜高溫超導(dǎo)體(HTS)涂布的導(dǎo)線的制造，這種HTS涂布的導(dǎo)線具有提高的電流密度。
背景技術(shù)：
在過去的三十年中，美國的最終能量消耗中電能已從25％上升到了40％。隨著對能源的需求增加，越來越急需高度可靠、高質(zhì)量的能源。隨著對能源的需求不斷增長，城市電力系統(tǒng)被推到了其性能的極限，較陳舊的部分更甚，需要有新的解決方案。
導(dǎo)線形成了世界電力系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)單元，包括變壓器、傳輸和配電系統(tǒng)，以及電動機(jī)。由于1986年革命性的HTS化合物的發(fā)現(xiàn)，開發(fā)出了完全新型的電力工業(yè)用的導(dǎo)線；這個發(fā)現(xiàn)是導(dǎo)線技術(shù)在一個多世紀(jì)里最重要的進(jìn)步。
HTS涂布的導(dǎo)線具有最佳的性能，它所輸送的電流比相同物理尺寸的常規(guī)銅導(dǎo)體或鋁導(dǎo)體高100倍。HTS涂布導(dǎo)線的出眾功率密度，可以產(chǎn)生新一代的電力工業(yè)技術(shù)。它提供重大的尺寸、重量和功率方面的益處。HTS技術(shù)可以以各種方式降低電力系統(tǒng)的成本，增加其能力和可靠性。例如，HTS涂布的導(dǎo)線的輸送能力超過通過現(xiàn)有的路線的兩倍至五倍。這種新的電纜將提供一種有力的工具，從而在改進(jìn)輸電網(wǎng)的同時，減少它們在環(huán)境中留下的痕跡(footprint)。然而，迄今為止，僅制得了高性能的用來制造下一代HTS涂布導(dǎo)線的HTS帶的短樣品。為使HTS能夠?qū)嶋H應(yīng)用于電力生產(chǎn)和配電工業(yè)，需要開發(fā)出用于連續(xù)、高生產(chǎn)量地生產(chǎn)HTS帶的技術(shù)。
氣相沉積法是一種制造HTS帶的方法，在此方法中，將超導(dǎo)材料的蒸氣沉積在帶基材上，從而在帶基材上形成HTS涂層。有希望用于高生產(chǎn)量、低成本地制備HTS帶的眾所周知的氣相沉積法包括金屬有機(jī)氣相沉積法(MOCVD)和脈沖激光沉積法(PLD)?？梢允褂肕OCVD或PLD法，將釔-鋇-銅-氧化物(YBa2Cu3O7或“YBCO”)膜之類的HTS膜沉積在加熱的緩沖的(buffered)金屬基材上，形成HTS涂布的導(dǎo)體。然而，迄今為止，通過任何一種上述方法，僅僅制得了短長度的高性能涂布導(dǎo)體導(dǎo)線樣品。必須克服一些挑戰(zhàn)，以便低成本地制造長長度(即幾公里)的HTS涂布導(dǎo)體。
一種表征涂布的導(dǎo)體的方法是其每米的成本。另外，可以根據(jù)每千安培-米的成本來評價成本和性能。更具體地說，對于給定的每米涂布導(dǎo)體的成本，隨著電流的增大，每千安培-米的成本降低。這被表述為沉積的HTS材料的臨界電流(Jc)與膜的橫截面積的乘積。
對于給定的臨界電流和被涂導(dǎo)體的寬度，一種提高橫截面積的方法是增加HTS膜的厚度。然而，已經(jīng)證明，盡管臨界電流是厚度的函數(shù)，隨著HTS膜單層厚度的增加超過大約1.5微米，臨界電流會下降，并達(dá)到飽和。這是由于在膜厚超過大約1.5微米的情況下，HTS材料變得非常多孔，產(chǎn)生空隙，使得表面糙度增大，所有這些變化都會抑制電流的流動。由于簡單地增加HTS膜的厚度無法相應(yīng)地增大臨界電流，如何以低成本高效益的方法在使膜厚度超過1.5微米的同時，還要使HTS涂布的導(dǎo)體的臨界電流實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的增加，在技術(shù)上是一個挑戰(zhàn)。
一種制備高質(zhì)量YBCO厚膜的方法是對膜的形態(tài)進(jìn)行改進(jìn)，例如當(dāng)厚度超過1.5微米時，增加材料的密度和平滑度，從而提高電流密度。Tatekawa等人在2000年11月7日的名為“制造超導(dǎo)厚膜的方法(Method for producingsuperconducting thick film)”的美國專利No.6143697號中，描述了制造超導(dǎo)厚膜的方法，該方法包括以下步驟形成厚層，該厚層包括基材上的超導(dǎo)材料；對形成在基材上的厚層進(jìn)行燒制；對燒制過的厚層進(jìn)行冷等靜壓壓制；然后對進(jìn)行了冷等靜壓壓制的厚層再次進(jìn)行燒制。
Tatekawa等人方法的一個缺點(diǎn)是，盡管這是一種宜用于制造超導(dǎo)氧化物厚膜的方法，但是該方法無法低成本地改進(jìn)膜的形態(tài)以便使膜的缺陷(例如高孔隙率、空隙和表面糙度)最小化，以便提供具有提高的臨界電流的厚HTS膜。因此，Tatekawa等人的方法不適于低成本地制造高電流HTS涂布的導(dǎo)體。
因此，本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供用于制造高電流HTS涂布帶的YBCO膜，這種膜的厚度要超過1.5微米，還要具有提高的電流密度。
附圖簡述

圖1示出根據(jù)本發(fā)明通過沉積具有提高的電流密度的HTS厚膜來制造高電流HTS涂布帶的離子輔助MOCVD系統(tǒng)。
圖2說明根據(jù)本發(fā)明通過沉積具有提高的電流密度的HTS厚膜來制造高電流HTS涂布帶的離子輔助PLD系統(tǒng)。
發(fā)明簡述本發(fā)明是一種用來制造厚度超過1.5微米、電流密度提高的YBCO膜的離子輔助HTS厚膜連續(xù)沉積法，這種膜被用于制造高電流HTS涂布帶。本發(fā)明的離子輔助HTS厚膜沉積法包括離子源，該離子源在MOCVD、PLD或?yàn)R射法之類的眾所周知的方法中，對沉積區(qū)進(jìn)行轟擊。
該離子源為沉積方法提供了額外的能量，這使得厚度超過1.5微米的膜的形態(tài)得到了改進(jìn)。這種膜形態(tài)的改進(jìn)導(dǎo)致例如材料密度增大、表面糙度改善、孔隙率減小。結(jié)果，在本發(fā)明的沉積過程中，隨著YBCO膜的厚度增加到超過1.5微米，膜的缺陷最大限度地減小，這使得所制得的YBCO厚膜的電流密度增大。
離子束輔助電子束蒸發(fā)在例如光學(xué)應(yīng)用中是眾所周知的，在此方法中，在膜生長的時候?qū)⒏吣茈x子聚焦在膜上，從而形成極為致密、平滑、均一的光學(xué)結(jié)構(gòu)。然而，迄今為止，尚未將該技術(shù)應(yīng)用于HTS沉積過程中，以得到類似的生長提高。
本發(fā)明的新穎方面為，在至少兩區(qū)涂布沉積工藝的至少最后一個區(qū)中，包括有一離子源，從而對本發(fā)明系統(tǒng)中進(jìn)行的常規(guī)涂布工藝進(jìn)行增強(qiáng)。
本發(fā)明的方法可制造總涂層厚度超過1.5微米、臨界電流密度超過200A/厘米的高電流密度HTS帶。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，該方法所制造的帶的總涂層厚度超過1.5微米，臨界電流密度超過300A/厘米，在最優(yōu)選的實(shí)施方式中，該方法所制造的帶的總涂層厚度超過1.5微米，臨界電流密度超過400A/厘米。
發(fā)明描述出于說明的目的，首先結(jié)合圖1所示的MOCVD法揭示本發(fā)明的離子輔助HTS厚膜沉積法，然后結(jié)合圖2所示的PLD法揭示本發(fā)明的離子輔助HTS厚膜沉積法。然而，本發(fā)明的離子輔助HTS厚膜沉積法并不僅限于MOCVD法和PLD法。例如，本發(fā)明的離子輔助HTS厚膜沉積法可應(yīng)用于蒸發(fā)及和濺射工藝。
作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式，圖1說明了根據(jù)本發(fā)明的離子輔助MOCVD系統(tǒng)100，該系統(tǒng)是用來通過沉積具有提高的電流密度的HTS厚膜，從而制造高電流HTS涂布帶。本發(fā)明的離子輔助MOCVD系統(tǒng)100包括常規(guī)的MOCVD反應(yīng)器110，該反應(yīng)器是一個真空密封的沉積室，在此室內(nèi)發(fā)生MOCVD過程，例如能夠維持在例如1.6托壓力下的冷壁反應(yīng)器。
MOCVD反應(yīng)器110中具有噴頭(showerhead)112，該噴頭的位置接近基材加熱器114。在噴頭112和基材加熱器114之間、在沿噴頭112的長度方向形成的沉積區(qū)118之內(nèi)(即基材帶116暴露于前體蒸氣的區(qū)域)放置基材帶116，并使之在操作時平移。在沉積區(qū)118中設(shè)定多個區(qū)，例如圖1所示的A區(qū)和B區(qū)。
所述基材帶116是一種由不銹鋼或鉻鎳鐵合金之類的各種材料形成的各種長度的基材，在此基材帶上事先沉積了緩沖層，例如釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)和/或氧化鈰(CeO2)。該基材帶能夠耐受高達(dá)950℃的溫度，其尺寸可因滿足最終產(chǎn)品需要和系統(tǒng)的限制而不同。例如，基材帶116的厚度可為25微米，寬1厘米，長100米。
噴頭112是一種用來將前體蒸氣均勻分散至基材帶116上的裝置。噴頭112朝向基材帶116的表面上，均勻分布有多個細(xì)孔，前體蒸氣通過這些細(xì)孔噴向基材帶116。用戶可以根據(jù)用途確定噴頭112的長度和蒸氣前體的具體組成。
在沉積過程中，通過基材加熱器114控制基材帶116的溫度。所述基材加熱器是一種眾所周知的單區(qū)或多區(qū)基材加熱器，該加熱器通過電燈之類的輻射加熱元件對基材帶進(jìn)行加熱，通常加熱溫度為700-950℃?；蛘咴摶募訜崞?14是具有坎薩爾斯鉻鋁電熱絲或MoSi2之類加熱元件的電阻加熱器。
離子輔助MOCVD系統(tǒng)100還包括用來輸送涂料前體的系統(tǒng)。示例性的前體輸送系統(tǒng)包括泵120，該泵連接液體前體源(未示出)，前體源包含一種溶液，該溶液含有釔(Y)、鋇(Ba)和銅(Cu)的四甲基庚二酸(tetramethyl heptanedionate)(THD)化合物之類的有機(jī)金屬前體，以及四氫呋喃和異丙醇之類的溶劑的混合物。泵120是高壓低流速泵，例如高壓液相色譜(HPLC)泵，這種泵可達(dá)到0.1-10毫升/分鐘的低流速。泵120通過管道或管線形成的液體管道124，向前體氣化室122進(jìn)料。
前體氣化室122是一種眾所周知的設(shè)備，在此氣化室內(nèi)對前體溶液進(jìn)行閃蒸，并將其與氬氣或氮?dú)庵惖亩栊詺怏w混合，用來將其輸入噴頭112。通過管道或管線形成的氣體管道126將惰性載氣通入前體氣化室122。前體蒸氣通過前體蒸氣管道128離開前體氣化室122，所述前體蒸氣管道128與噴頭112的進(jìn)口相連。蒸氣管道128是連接管道或連接管線，前體蒸氣和惰性載氣經(jīng)管道128從前體氣化室122通入噴頭112。
在蒸氣管道128進(jìn)入MOCVD反應(yīng)器110之前，氧氣管道130接入蒸氣管道128。氧氣管道是一根管子或管線，通過該管道或管線將氧氣引入在蒸氣管道128中流動的前體蒸氣及其惰性載氣。
離子輔助MOCVD系統(tǒng)100包括離子源132，該離子源在MOCVD反應(yīng)器內(nèi)向基材帶116發(fā)射離子束134。離子源132可以是廉價的無柵離子轟擊源，該轟擊源可產(chǎn)生能級通常為0.5-10千瓦的準(zhǔn)直離子束或非擴(kuò)散離子束。無柵離子源132的例子是從Veeco Instrument[2330E Prospect Fort Collins，CO 80525]購得的，該離子源在高達(dá)100-1000電子伏的電壓下操作，其尺寸為6厘米×66厘米。離子源132的尺寸和取向要根據(jù)要受到輻射的基材帶116的長度、以及MOCVD反應(yīng)器110的設(shè)計(jì)來確定。離子源132未必安裝在靠近沉積區(qū)118的位置，因?yàn)殡x子束134的離子可做長距離跋涉。
或者離子源132也可為有柵離子源。然而，有柵離子源不如無柵離子源合人心意，這是由于有柵離子源的成本通常高于無柵離子源，對壓力的要求也比無柵離子源更苛刻，即104至10-6托，而無柵離子源的壓力要求為10-2至10-3。
通過在MOCVD反應(yīng)器110外壁內(nèi)安裝壓差裝置(pressure diffential)136，使得離子源132與MOCVD反應(yīng)器110之間完成壓力界面。所述壓差裝置136是一種通常能夠?qū)㈦x子源132保持在大約10-4至10-2托的真空壓力、同時能夠?qū)OCVD反應(yīng)器110保持在通常為1-50托的真空壓力的裝置。這可通過渦輪分子泵或低溫泵之類完成。所述壓差裝置136還包括一個開口，離子束134可通過該開口進(jìn)入MOCVD反應(yīng)器110。
參照圖1的離子輔助MOCVD系統(tǒng)100，可將本領(lǐng)域眾所周知的基本MOCVD法歸納如下。在離子輔助MOCVD系統(tǒng)100的反應(yīng)器110中，通過在基材帶116表面上進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，用氣相前體將YBCO之類的HTS膜沉積到加熱的基材帶116上。更具體地講，基材帶116按照從A區(qū)至B區(qū)的方向線性地平移通過沉積區(qū)118(基材帶116的平移機(jī)構(gòu)未示出)，啟動泵120，啟動前體氣化室122，啟動基材加熱器114。
蒸氣管道128將釔-鋇-銅蒸氣前體輸送至噴頭112，噴頭將蒸氣前體均勻地導(dǎo)向沉積區(qū)118內(nèi)的基材帶116。氧氣與釔-鋇-銅蒸氣前體反應(yīng)，然后該反應(yīng)組合(reacting combination)在沉積區(qū)118內(nèi)與加熱的基材帶116接觸，使得釔-鋇-銅蒸氣前體分解，隨著基材帶116平移經(jīng)過沉積區(qū)118，在其上形成YBCO層。
基材帶116在沉積區(qū)118的A區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了最初的YBCO膜積累，其中膜的厚度從0微米積累至1.0-1.5微米。然后基材帶116在沉積區(qū)118的B區(qū)進(jìn)一步積累YBCO膜，膜厚度從大約1.5微米繼續(xù)積累至5微米。
在如上所述的離子輔助MOCVD系統(tǒng)100中進(jìn)行常規(guī)的沉積過程的同時，啟動離子源132，放出離子束134。形成離子束134的正離子流被加速射向沉積區(qū)118內(nèi)的基材帶116。更具體地講，當(dāng)基材帶116平移穿過沉積區(qū)118的B區(qū)時，將從離子源132射出的離子流134聚焦在基材帶116上，在此處進(jìn)一步積累YBCO膜，其厚度接近和/或超過1.5微米。盡管所顯示的本方法具有兩個沉積區(qū)A和B，但是也可有多個沉積區(qū)，只是要求在那些基材上的涂層厚度超過1.5微米的沉積區(qū)中，當(dāng)基材平移穿過這些沉積區(qū)時，有離子源聚焦在基材之上。盡管不是絕對的要求，但較佳的是，甚至當(dāng)基材在膜的厚度生長到1.5微米的第一個沉積區(qū)內(nèi)時，就有離子源聚焦在基材上。這樣可以確保為隨后的生長提供密實(shí)膜的模板。
結(jié)果，在沉積區(qū)118內(nèi)的B區(qū)進(jìn)行的YBCO沉積過程受到了離子束134的離子轟擊的影響。由于這種離子轟擊，為沉積區(qū)118B區(qū)內(nèi)的沉積過程添加了額外的能量，從而可以使膜的缺陷(例如高孔隙率、空隙和表面糙度)變得最小，從而當(dāng)YBCO膜通過氣相沉積累積在基材帶116上的時候，保持了高質(zhì)量生長模板。結(jié)果，本發(fā)明的離子輔助MOCVD系統(tǒng)100能夠制造厚度超過1.5微米的YBCO膜，而這種膜具有提高的材料密度和平滑度，從而增加了其電流密度。
對離子源132在B區(qū)中的取向并無特殊要求。相反，其取向是由MOCVD反應(yīng)器110的設(shè)計(jì)決定的，因?yàn)榛膸?16和噴頭112之間有一個最佳距離。特別地說，入射離子束134的取向，是由噴頭112和基材加熱器114的尺寸來調(diào)節(jié)的。
所形成的YBCO膜的厚度小于例如1.0-1.5微米的，離子源132產(chǎn)生的離子束134不聚焦在沉積區(qū)118的A區(qū)之內(nèi)的基材帶116上。如上所述，這是由于在頭1.0-1.5微米的生長中，YBCO膜形態(tài)的質(zhì)量極高，不會抑制電流密度。
盡管不是為了獲得本發(fā)明的益處所要求的，但是也可以在A區(qū)用離子束轟擊基材。YBCO膜的厚度小于1.0-1.5微米的，在沉積區(qū)118的A區(qū)內(nèi)進(jìn)行離子轟擊可用以確保膜的密實(shí)，從而為隨后的層提供良好的模板。
圖2說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式通過沉積具有提高的電流密度的HTS厚膜制造高電流HTS涂布帶的離子輔助PLD系統(tǒng)200。本發(fā)明的離子輔助PLD系統(tǒng)200包括常規(guī)沉積室210，該沉積室是專門設(shè)計(jì)用于脈沖激光沉積應(yīng)用的真空室。這種真空室的一個例子是購自Neocera，[美國地址10000 Virginia ManorRoad Beltsville，MD20705]的12或18英寸真空室，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可使用許多供應(yīng)商制造的各種形狀和尺寸的真空室。沉積室210的壓力保持在例如200毫托。在此例子中，沉積室210內(nèi)包含第一靶212和第二靶214，這些靶被安裝在靠近基材加熱器216的位置，基材帶116如圖1所示被安置在靶212及214與基材加熱器216之間，并在它們之間平移(在操作的時候)。靶212和214由YBCO之類的HTS材料組成，它們可以購自Praxair Surface Technologies、Specialty Ceramics[美國地址16130WoodRedRoad，#7，Woodinville，WA98072]和Supercomductive Components，Inc.[美國地址1145 Chesapeake Ave.，Columbus，OH43212]。
在沉積過程中，通過基材加熱器216控制基材帶116的溫度。像圖1中的基材加熱器114一樣，基材加熱器216是一種眾所周知的單區(qū)或多區(qū)基材加熱器，該基材加熱器通過燈之類的輻射加熱元件將基材帶116通常加熱至750-830℃。
最后，離子輔助PLD系統(tǒng)200包括離子源210，該離子源發(fā)射出導(dǎo)向沉積室210內(nèi)的基材帶116的離子束220。離子源318是廉價的無柵離子轟擊源，該轟擊源可產(chǎn)生能級通常為0.5-10千瓦的準(zhǔn)直離子束或非擴(kuò)散離子束。無柵離子源218的例子是從Veeco Instrument[美國地址2330 E Prospect Fort Collins，CO 80525]購得的，該離子源在高達(dá)100-1000電子伏的電壓下操作，其尺寸直徑3-6厘米。離子源218的尺寸，尤其是離子源218的長度與膜沉積區(qū)的長度相近。
離子源218相對于膜沉積區(qū)并無特殊的取向。相反，其取向由沉積室210的設(shè)計(jì)來確定，因?yàn)樵诨膸?16與靶212和214之間存在一最佳的距離。特別地，入射離子束218的取向受制于靶212和214、以及基材加熱器216的尺寸。由于離子束220的離子可以移行長的距離，離子源218并非安裝在靠近基材帶116的位置?；蛘唠x子源218為有柵離子源。
參照圖2的離子輔助PLD系統(tǒng)200，基本的PLD法在本領(lǐng)域是眾所周知的，僅需歸納如下。在離子輔助PLD系統(tǒng)200的沉積室210內(nèi)通過對HTS材料的蒸發(fā)、然后使加熱的基材帶116暴露在這些蒸發(fā)的材料之下，從而沉積YBCO之類的HTS膜。更具體地說，使基材帶116按照先通過靶212、然后通過靶214的方向線性平移經(jīng)過沉積室210，所述的兩個靶沿基材帶116的傳輸線路排列(用來平移基材帶116的機(jī)構(gòu)未示出)。啟動基材加熱器216。
啟動第一激光源(未示出)產(chǎn)生激光束222，激光束222照射在靶212上，形成煙流(plume)224，煙流224從靶212被激光束222照射的部分發(fā)射出來，以高度正向的形式射向基材帶116。以相似的方式，啟動第二激光源(未示出)產(chǎn)生激光束226，激光束226照射在靶214上，形成煙流228，煙流228從靶214被激光束226照射的部分發(fā)射出來，以高度正向的形式射向基材帶116。
煙流224和228分別為靶212和靶214的材料分別受到激光束222和226的照射時，熔融并隨后爆炸性地產(chǎn)生的等離子體煙塵(cloud)。
當(dāng)基材帶116以預(yù)定的速度通過沉積室210時，將煙流224中的YBCO顆粒沉積在基材帶的表面上。
當(dāng)基材帶116以預(yù)定的速度通過沉積室210時，將其暴露于煙流224中所含的YBCO顆粒，從而在基材帶116上初步地積累YBCO膜。由于暴露在煙流224的顆粒之下，在基材帶116的表面上膜的厚度從0微米累積至可達(dá)1.0-1.5微米。然后當(dāng)基材帶116以預(yù)定的速度通過沉積室210時，將其暴露于煙流228中所含的YBCO顆粒，從而在基材帶116上進(jìn)一步地積累YBCO膜。由于暴露在煙流228的顆粒之下，在基材帶116的表面上膜的厚度從大約1.5微米累積至可達(dá)5微米。
在如上所述的離子輔助PLD系統(tǒng)200中進(jìn)行常規(guī)的沉積過程的同時，啟動離子源318，放出離子束220。形成離子束220的正離子流被加速射向基材帶116，當(dāng)基材帶116平移通過煙流228的顆粒時，將形成離子束220的正離子流聚焦在其上，在此處進(jìn)一步積累YBCO膜，其厚度接近和/或超過1.5微米。通過暴露在煙流228的顆粒下而進(jìn)行的YBCO沉積過程，受到了離子束220的離子轟擊的影響。盡管圖中本方法具有兩股煙流，但是也可有多股煙流，只是要求在那些基材上涂層的厚度超過1.5微米的沉積區(qū)中，當(dāng)基材帶移過這些沉積區(qū)的煙流時，有離子源聚焦在基材帶之上。
由于這種離子轟擊，為暴露在煙流228的顆粒中進(jìn)行的沉積過程添加了額外的能量，從而可以使膜的缺陷(例如高孔隙率、空隙和表面糙度)變得最小，從而當(dāng)YBCO膜通過氣相沉積沉積在基材帶116上的時候，保持高質(zhì)量生長模板。結(jié)果，本發(fā)明的離子輔助PLD系統(tǒng)200制造厚度超過1.5微米的YBCO膜，這種膜具有提高的材料密度和平滑度，從而增加了其電流密度。
形成的YBCO的厚度小于例如1.0-1.5微米的，當(dāng)基材帶116暴露在煙流224之下時，不需要將離子源218產(chǎn)生的離子束220聚焦在基材帶116上。這是由于，如上所述，在1.0-1.5微米的生長內(nèi)，YBCO膜形態(tài)的質(zhì)量仍然很高，因此電流密度不受抑制。
然而，或者當(dāng)基材帶116暴露在煙流224中而YBCO膜的厚度小于1.0-1.5微米的，也可在此區(qū)域進(jìn)行離子轟擊。特別地，可在基材帶116被暴露于煙流224的區(qū)域進(jìn)行離子轟擊，以確保膜的密實(shí)，從而為隨后的層提供良好的模板。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)制造涂層厚度超過1.5微米、臨界電流超過200A/厘米寬度的高電流密度HTS帶的方法，所述方法包括當(dāng)基材平移通過沉積反應(yīng)器中的第一沉積區(qū)時，在所述基材上施涂第一厚度的涂層；并在所述基材平移通過該沉積反應(yīng)器中的至少一個附加沉積區(qū)時，立即在所述基材上施涂附加厚度的涂層，其中在第一沉積區(qū)出口處的涂層厚度不超過1.5微米，且在基材平移通過至少最后的沉積區(qū)時，用離子束對基材進(jìn)行轟擊。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法為MOCVD法。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法為PVD法。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法為濺射法。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中具有兩個沉積區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述離子束也對第一沉積區(qū)內(nèi)的基材進(jìn)行轟擊。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述臨界電流超過300A/厘米寬度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述臨界電流超過400A/厘米寬度。
9.一種權(quán)利要求1所述的方法的產(chǎn)品。
10.一種權(quán)利要求6所述的方法的產(chǎn)品。
11.一種權(quán)利要求7所述的方法的產(chǎn)品。
12.一種權(quán)利要求8所述的方法的產(chǎn)品。
全文摘要
將離子源照射在將要進(jìn)行涂布的基材上，從而提高用于制造超導(dǎo)材料的MOCVD、PVD或其它方法。
文檔編號C23C14/00GK1798617SQ200480015467
公開日2006年7月5日 申請日期2004年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者V·塞爾瓦曼尼克姆, 李喜均 申請人:美國超能公司