（材料學(xué)專業(yè)論文）高分子輔助化學(xué)溶液沉積法制備rebio3新型緩沖層.pdf

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 頁(yè) 捅要 第二代高溫超導(dǎo)帶材材料r e b a 2 c u 3 0 x 簡(jiǎn)寫成r e b c o r e 為釔或鑭 系元素 由于其優(yōu)良的本征電磁特性 尤其是其在高磁場(chǎng)下優(yōu)良的載流能力 在電力系統(tǒng)中擁有廣闊的應(yīng)用前景 成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)和超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展 的重點(diǎn) 而制備過(guò)程中直接在柔性金屬n i w 基帶上制備y b c o 涂層導(dǎo)體存 在嚴(yán)重的晶格失配和互擴(kuò)散問(wèn)題 目前的高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體都具有襯底 緩 沖層 至少一層 和r e b c o 超導(dǎo)涂層三層結(jié)構(gòu) 在n i w 基帶襯底和r e b c o 超導(dǎo)薄膜之間的緩沖層材料 既要充當(dāng)從n i w 基帶到r e b c o 外延生長(zhǎng)的中 間模板 又要阻擋兩種材料的相互擴(kuò)散主要是n i 和r e b c o 中的c u 的相互 擴(kuò)散 本論文基于涂層導(dǎo)體實(shí)用化的要求 主要研究涂層導(dǎo)體用新型緩沖層稀 土鉍氧 r e b i 0 3 的化學(xué)制備方法 為了研究此新型緩沖層的外延工藝 首 先以外延性能良好 表面平整且性能相對(duì)穩(wěn)定的l a a l 0 3 s r t i 0 3 單晶片為襯 底 進(jìn)行研究 對(duì)材料的生長(zhǎng)工藝 結(jié)構(gòu) 性能進(jìn)行了較為深入的研究和探 討 并開(kāi)發(fā)了快速低成本的制備技術(shù) 之后在n i w 基帶上外延了此新型緩沖 層 主要內(nèi)容如下 1 涂層導(dǎo)體概述和制備方法 著重介紹了化學(xué)溶液沉積和外延生長(zhǎng)機(jī)理 2 介紹了新緩沖層材料r e b i o 的晶體結(jié)構(gòu) 電性質(zhì) 磁性質(zhì)和抗腐蝕性 證明此材料可以充當(dāng)涂層導(dǎo)體的緩沖層 3 采用兩種化學(xué)溶液沉積的制備技術(shù)在單晶片l a a l 0 3 s r t i 0 3 上外延新型 緩沖層稀土鉍氧 r e b i 0 3 研究了其制備工藝 并討論了樣品性質(zhì) 1 利用含水高分子輔助化學(xué)溶液沉積 p a c s d 方法沉積r e b i 0 3 薄膜 對(duì)薄膜的織構(gòu) 微結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征 并在其上利用自行開(kāi)發(fā)的基于金屬乙酸鹽 的高分子輔助無(wú)氟金屬有機(jī)物沉積 m o d 技術(shù)制備了y b c o 超導(dǎo)層 2 利用無(wú)水高分子輔助化學(xué)溶液沉積方法 p a c s d 沉積r e b i 0 3 薄膜 通過(guò)對(duì)比可以看出 無(wú)水方法制備的r e b i 0 3 薄膜在織構(gòu)性 致密度和平整 程度方面都比含水方法的好 另外對(duì)后續(xù)的y b c o 超導(dǎo)層的生長(zhǎng)誘導(dǎo)作用也 比較強(qiáng) 3 以d y b i 0 3 為例 分別在空氣中和普通氬氣 9 9 9 9 中研究了r e b i 0 3 的成相工藝 通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)比較了樣品的織構(gòu)和微觀形貌 判斷出兩種 環(huán)境下樣品的最佳成相溫區(qū) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第f l 頁(yè) 4 利用無(wú)水的p a c s d 法制備了傳統(tǒng)緩沖層c e 0 2 并通過(guò)稀土元素的摻雜 提高了其臨界厚度 5 采用無(wú)水p a c s d 法在n i 5 w 合金基帶上外延了r e b i 0 3 緩沖層 1 改善和細(xì)化了原始的鎳基帶自氧化外延生長(zhǎng)織構(gòu)n i o 薄層的工藝 2 利用高分子輔助沉積技術(shù)在表面自氧化的n i 5 w 合金基帶上沉積 r e b i 0 3 緩沖層 得到了雙軸織構(gòu) 表面致密平整的r e b i 0 1 為y b c o m o d r e b i 0 3 m o d n i o s o e n i w 結(jié)構(gòu)中后續(xù)的y b c o 超導(dǎo)層的生長(zhǎng)做了有利 的鋪墊 關(guān)鍵詞 涂層導(dǎo)體 緩沖層 化學(xué)溶液沉積 高分子輔助沉積 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 i i 頁(yè) 一i i v a b s t r a c t d u et ot h ee x c e l l e n ti n t r i n s i ce l e c t r o m a g n e t i cc h a r a c t e r i s t i c s e s p e c i a l l yc a n c a r r yh i g he l e c t r i cc u r r e n t si nh i g hf i e l dm a g n e t s t h es e c o n dg e n e r a t i o nh t s s r e b a 2 c u 3 0 x r e b c o a r en o wa t t r a c t i n gm u c ha t t e n t i o ni nr e c e n ty e a r sw h i c h h a v ew i d e l ya p p l i c a t i o n p r o s p e c t t h em o s ts i g n i f i c a n tp r o b l e m st og r o w y b c o c o a t e dc o n d u c t o ro nn i wt a p e sa r et h el a t t i c em i s f i ta n dt h en id i f f u s i o n ab u f f e rl a y e ri sn e c e s s a r yt op r e v e n tn id i f f u s i n ga n d p r o v i d eat e m p l a t ef o rt h e s u b s e q u e n tg r o w t ho ft h ey b c os u p e r c o n d u c t i n gl a y e r i nt h i st h e s i s w ed e p o s i t i o nt h en e ws e r i e so fb u f f e rl a y e r sr e b i 0 1f o rt h e c o a t e dc o n d u c t o rb yc h e m i c a lp r e p a r a t i o na p p r o a c hw h i c ho f f e r sal a r g e s c a l e w a yf o rt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o n so fc o a t e dc o n d u c t o r s t os t u d yo nt h et e c h n i q u e o ft h eh e a t t r e a t m e n t w ef i r s t l yc h o o s es i n g l ec r y s t a lf l a k e sl i k el a a l 0 3 s r t i 0 3 a st h es u b s t r a t e s t h e nd e p o s i tb u f f e rl a y e r so nt h en i a l l o y st a p e s t h es i n g l e c r y s t a ls u b s t r a t e sw i t hs m o o t hs u r f a c ea n dg o o de p i t a x ym a yp r o v i d er e l a t i v e l y s t a b l et e m p l a t e t h em a j o rc o n t e n t sa r ea sf o l l o w s 1 s i g n i f i c a n ts c i e n t i f i ca sw e l la sp r a c t i c a li n t e r e s t so ft h ec o a t e dc o n d u c t o r r e s e a r c hh a v eb e e ni n t r o d u c e d a n dt h ef a b r i c a t i o n so fb u f f e rl a y e rh a v eb e e n s t u d i e d e s p e c i a l l yt h ec h e m i c a ls o l u t i o nd e p o s i t i o na n dt h ee p i t a x i a lg r o w t h m e c h a n i s m 2 t h ec r y s t a ls t r u c t u r e e l e c t r i c a la n dm e g n e t i cp r o p e r t i e s a n dt h es t a b i l i t y o fn e wb u f f e rl a y e r sr e b i 0 3h a v eb e e nc l a r i f i e d 3 w es t u d i e dt h ef a b r i c a t i o nt e c h n o l o g yo fr e b i 0 3d e p o s i t e do ns i n g l e c r y s t a ls u b s t r a t el a a l 0 3 s r t i 0 3u s i n gd i f f e r e n tc h e m i c a ls o l u t i o nd e p o s i t i o n 1 r e b i 0 3b u f f e rl a y e r sh a v eb e e nd e p o s i t e do ns i n g l ec r y s t a ls u b s t r a t e l a a l 0 3 s r t i 0 3b ya q u e o u sp o l y m e r a s s i s t e dc h e m i c a ls o l u t i o nd e p o s i t i o n p a c s d y b c ol a y e rh a sb e e nd e p o s i t e do ny b i 0 3 l a a l 0 3b yo u rn e w l y d e v e l o p e df l u o r i t e f r e em o da n dac r i t i c a lc u r r e n td e n s i t y 上 7 7 k 0 t o v e r 3 m a e r a zh a sb e e no b t a i n e dw i t hat r a n s i t i o nt e m p e r a t u r ea t9 0 k 2 ac o m p a r i s o nb e t w e e na q u e o u sp o l y m e r a s s i s t e dc h e m i c a ls o l u t i o n d e p o s i t i o n p a c s d a n dn o n a q u e o u sp a c s da p p r o a c h e sh a v eb e e np e r f o r m e d 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 頁(yè) i n d i c a t i n gt h a tr e b i 0 3t h i nf i l m sw i t hb e t t e rq u a l i t yh a v eb e e no b t a i n e dv i a t h e n o n a q u e o u sp a c s da p p r o a c ha n dt h en o n a q u e o u sa p p r o a c hi t s e l fi so fb e t t e r s t a b i l i t y 3 t h ee p i t a x i a lg r o w t ho fd y b i 0 3o ns i n g l ec r y s t a l s u b s t r a t eh a sb e e n s t u d i e d t h ei n f l u e n c eo ft h et h e r m o d y n a m i cp a r a m e t e r so nt h ep h a s es t r u c t u r e t e x t u r ea sw e l la sm i c r o s t r u c t u r eh a sb e e ni n v e s t i g a t e d 4 f a b r i c a t er e b i 0 3o nn i 一5 wa l l o y t a p e sb yn o n a q u e o u sp a c s d a p p r o a c h 1 t h ep r o c e s so fs u r f a c e o x i d a t i o ne p i t a x yh a sb e e ni m p r o v e d 2 t e x t u r e d d e n s e a n ds m o o t hr e b i 0 3b u f f e rl a y e r sh a v eb e e nd e p o s i t e d o nn i 5 wt a p e sb yt h en o n a q u e o u sp a c s d i ti sf a v o r a b l ef o rt h es u b s e q u e n t d e p o s i t i o no fy b c oi n t h en e ws t r u c t u r eo fc o a t e dc o n d u c t o r si e y b c o m o d r e b i 0 3 m o d n i o s o e n i w 5 d e p o s i tc e 0 2o nn i wt a p e su s i n gt h en o n a q u e o u sp a c s da p p r o a c ha s w e l la si m p r o v et h ec r i t i c a lt h i c k n e s so fc e 0 2b yd o p i n gr ee l e m e n t s k e yw o rd s c o a t e dc o n d u c t o r b u f f e rl a y e r s c h e m i c a ls o l u t i o nd e p o s i t i o n p o l y a s s i s t e dd e p o s i t i o n 西南交通大學(xué)曲南父逋大罕 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解有學(xué)校有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 同意 學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版 允許論文被 查閱和借閱 本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有 關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編本學(xué) 位論文 本學(xué)位論文屬于 1 保密口 在年解密后適用本授權(quán)書(shū) 2 不保密 使用本授權(quán)書(shū) 請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打 4 學(xué)位論文作者簽名 b 蜥軍 e t 期 洳子 多 a 指導(dǎo)老師簽冬髟糾 日期 辨叨g f 弘 西南交通大學(xué)學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明 本人鄭葦聲明 所呈交的學(xué)位論文 是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成 果 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫 過(guò)的研究成果 對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體 均已在文中作了明確的說(shuō)明 本 人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 本學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下 基于涂層導(dǎo)體實(shí)用化的要求 本文主要研究具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的涂層導(dǎo)體閣新型緩 沖層r e b i 0 3 的性質(zhì) 提出了一種不污染環(huán)境 低溫 低成本的化學(xué)溶液沉積制備技術(shù) 為涂層導(dǎo)體的發(fā)展提供了一條簡(jiǎn)單 低成本的路徑 主要研究了在單晶基底上沉積高質(zhì) 量的r e b i 0 3 薄膜的工藝 揭示了r e b i 0 3 材料作為緩沖層的優(yōu)勢(shì) 并探索了r e b i 0 3 材料在n i w 基帶上的制備工藝 學(xué)位論文作者簽名 島薪萍 日期 婦諺年期 j e l 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 頁(yè) 第1 章緒論 1 1 超導(dǎo)材料及發(fā)展歷程 自從19 0 8 年荷蘭萊頓大學(xué)的昂內(nèi)斯 o n n e s 錚l 人成功液化了氦氣 從而使實(shí)驗(yàn)溫度可低到4 1 k 的極低溫區(qū) 并在此低溫區(qū)測(cè)量各種純金屬的 電阻率 發(fā)現(xiàn)金屬汞的電阻在4 2 k 時(shí)突降到當(dāng)時(shí)的儀器精度無(wú)法測(cè)出的程 度 o n n e s 聲稱這是物質(zhì)的一個(gè)新態(tài)一超導(dǎo)態(tài) 并把這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性 的零電阻現(xiàn)象 由此 金屬汞成為世界上第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料 1 9 3 3 年 邁斯納 m e i s s n e r 等人 2 l 通過(guò)磁測(cè)量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體磁性與完全導(dǎo)體不同 并把超導(dǎo)體在超導(dǎo)態(tài)把磁場(chǎng)完全排斥在外面的現(xiàn)象稱作邁斯納效應(yīng) 從h g 的超導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)到7 0 年代 其它超導(dǎo)材料逐漸被發(fā)現(xiàn) 其發(fā)展歷史大體可以分 為兩個(gè)階段 低溫超導(dǎo)體 l t s c 階段和高溫超導(dǎo)體 h t s c 階段 上世 紀(jì)8 0 年代以前 可以稱為是低溫超導(dǎo)時(shí)代 這個(gè)階段發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料轉(zhuǎn)變溫 度較低 以金屬合金n b t i 和金屬間化合物n b 3 s n 為代表 直到1 9 8 6 年瑞士 學(xué)者j gb e n d n o z r 和k a m u l l e f l 3 1 發(fā)現(xiàn)了瓦為3 5 k 的l a b a c u o 氧化物超 導(dǎo)體 揭開(kāi)了超導(dǎo)電性研究的新篇章 將超導(dǎo)體從金屬 合金和化合物擴(kuò)展 到氧化物陶瓷 之后在世界范圍內(nèi)掀起了研究 探索新高溫超導(dǎo)材料的熱潮 1 9 8 7 年吳茂昆等 4 1 和趙忠賢1 5 1 等分別發(fā)現(xiàn)了瓦超過(guò)9 0 k 的y b a c u o 超導(dǎo)體 y e a r 圖1 1 超導(dǎo)材料發(fā)展歷史 q 一2暑 k堂已eo卜一 皇芒q 啪m御螄們御啪劫拋渤洳螄渤柵踟 1 一 1 1 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2 頁(yè) 首次實(shí)現(xiàn)了從液氦溫區(qū)到液氮溫區(qū)的突破從而躍過(guò)了液氦溫區(qū)的制約 隨后 b i s r c a c u o 6 1 t 1 b a c a c u o 7 和h g b a c a c u o t 8 等超導(dǎo)體相續(xù)問(wèn)世 超 導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度刷新到1 3 5 k 2 0 0 1 年 金屬間化合物m g b 2 1 9 的發(fā)現(xiàn) 將傳統(tǒng)低 溫超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度提高到了極限 并再次掀起了金屬間化合物超導(dǎo)體研究 的熱潮 1 2 超導(dǎo)材料的分類 根據(jù)g i n z b u 唱 l a n d a u 方程給出的超導(dǎo)序參量k 害努超導(dǎo)材料可分 為 l k 2 4 2 正界面能 i 類超導(dǎo)體 負(fù)界面能 i i 類超導(dǎo)體 目前有實(shí)際應(yīng)用的超導(dǎo)材料都是第1 i 類超導(dǎo)體 第1 類超導(dǎo)體具有臨界溫度疋下零直流電阻率和完全抗磁性 同時(shí)存在一個(gè) 臨界磁場(chǎng)成 臨界磁場(chǎng)以下 超導(dǎo)體處于邁斯納態(tài) 在絕對(duì)零度下 外場(chǎng)b 口印 尻 超導(dǎo)體變?yōu)檎B(tài) i 臨界磁場(chǎng)隨溫度的變化關(guān)系見(jiàn)式 1 1 其中 風(fēng)稱為第 1 類超導(dǎo)體的臨界場(chǎng) e 丁 芝 1 一 r 疋 2 1 一1 主b 曹 紛 一 wk b b 叭 一 毫 毛 岔 圖l 一2 第1 類和第1 i 類超導(dǎo)體 a 理想的第1 類超導(dǎo)體的內(nèi)部磁感心強(qiáng)度b 磁場(chǎng)強(qiáng)度衄 磁化強(qiáng)度m b 理想的第1 i 類超導(dǎo)體的內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度曰加 磁場(chǎng)強(qiáng)度玩 磁化強(qiáng)度m 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3 頁(yè) o 了 o 第二芡 第一堯 圖1 3 第1 類和第1 i 類超導(dǎo)體的磁相圖 t 第1 i 類超導(dǎo)體具有更為復(fù)雜的磁性質(zhì) 如圖1 2 n l n l 一3 所示 當(dāng)b 仰 尻 i i 類超導(dǎo)體處于m e i s s n e r 態(tài) 其具有完全抗磁性 當(dāng)b c l b a p p b 2 時(shí) 超導(dǎo)體變 為正常態(tài) 其中 b 如分別稱為第1 i 類超導(dǎo)體的下臨界場(chǎng)和上臨界場(chǎng) 1 3 高溫超導(dǎo)材料 l y b a c u o 系h o l 以y b a 2 c u 3 0 7 6 為代表的r e b a 2 c u 3 0 7 奄超導(dǎo)體是空穴型高溫超導(dǎo)體 常 簡(jiǎn)寫為r e b c o 形式 其中r e 代表稀土元素y d y n d g d s m 等 屬 復(fù)雜鈣鈦礦結(jié)構(gòu) 該類超導(dǎo)體瓦都高于9 0 k y b c o 空間群為p m m m 如 圖1 4 所示 正交結(jié)構(gòu)當(dāng)y b c o 氧缺位赴0 5 時(shí) 晶體結(jié)構(gòu)由正交變?yōu)樗姆?oy ob a c a o8 翟蜀盎勰蛔 圖1 4 a 赴0 5 y b c o 為四方結(jié)構(gòu) b 6 1 0 時(shí)五g b 饑g 1 0 時(shí)晶界處 超導(dǎo)電流將會(huì)隨晶界夾角的增大呈指數(shù)下降趨勢(shì) 因此 減小品界角成為能 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7 頁(yè) 否制得高載流能力的超導(dǎo)帶材的關(guān)鍵之一 考慮到高溫超導(dǎo)材料的各向異性 制備雙軸均擇優(yōu)取向 雙軸織構(gòu) 的超導(dǎo)帶材成了必須解決的問(wèn)題 1 4 1 第一代高溫超導(dǎo)帶材 基于b i 2 2 2 3 的第一代高溫超導(dǎo)帶材 一帶 根據(jù)b i 系超導(dǎo)材料c u o 面間較弱的耦合 采用銀包套管 p i t 的方法 利用形變織構(gòu)的方式制成了 帶材 但是 一帶 在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中有一定的局限 一方面 使用大量的銀 造價(jià)比較高 另一方面 b i 2 2 2 3 的載流能力及其不可逆場(chǎng)較傳統(tǒng)超導(dǎo)體在 液氦溫區(qū)并沒(méi)有優(yōu)勢(shì) 1 4 2 涂層導(dǎo)體 相比b i 2 2 2 3 高場(chǎng)下y b c o 具有更高不可逆線和載流能力 不足之處 是因?yàn)榇嬖谳^強(qiáng)的c u 0 面耦合 y b c o 難以用相似的p i t 法制成帶材 考 慮到織構(gòu)的要求 外延薄膜生長(zhǎng)技術(shù)成為y b c o 制備技術(shù)的研究熱點(diǎn) 另外 帶材的發(fā)展是以應(yīng)用為最終目的的 即超導(dǎo)帶材應(yīng)該具備長(zhǎng)帶的尺寸且便于 繞制成各種線圈和磁體 因此需要柔性的金屬材料作為基底 在其上外延出 織構(gòu)的超導(dǎo)層 圖1 1 1 所示為涂層導(dǎo)體的結(jié)構(gòu) 圖1 1 l 涂層導(dǎo)體結(jié)構(gòu) j i 恿圖 涂層導(dǎo)體主要由金屬基帶 m e t a l l i cs u b s t r a t e 緩沖層 b u f f e rl a y e r 超導(dǎo)層 s u p e r c o n d u c t i n gl a y e r 及表面保護(hù)層 p r o t e c t i n gl a y e r 組成 其 中緩沖層可以是一層或幾層 對(duì)于金屬基帶 這里只介紹和化學(xué)外延生長(zhǎng)相關(guān)的雙軸織構(gòu)的金屬基帶 采用軋制輔助雙軸織構(gòu)技術(shù) 利用形變加高溫下退火 在結(jié)晶實(shí)現(xiàn)雙軸織構(gòu) 這樣制得的基帶稱為軋制輔助雙軸織構(gòu)基帶 r a b i t s t n 見(jiàn)圖1 1 2 基帶在 材料的選取上遵循晶格參數(shù)接近y b c o 易形成雙軸織構(gòu) 導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好 等原則 一般選用a g c u 和n i 及以上述金屬為主體的合金 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第8 頁(yè) a g 不但與y b c o 超導(dǎo)層匹配良好 而且a g 有修復(fù)晶界提高y b c o 的載 流能力的作用 即便a g 擴(kuò)散到超導(dǎo)層 對(duì)超導(dǎo)層也是有利的 另外 a g 是 天然的熱和電的良導(dǎo)體 在超導(dǎo)層由于特殊原因而局部失超時(shí) 能夠起到導(dǎo) 電導(dǎo)熱的作用 然而 a g 的價(jià)格比較高 大量使用使得涂層導(dǎo)體性價(jià)變低 同時(shí)a g 質(zhì)軟 機(jī)械強(qiáng)度相對(duì)較低 在大規(guī)模電力應(yīng)用中存在極大的安全隱 患 單純從價(jià)格上考慮c u 比a g 要低的多 而且導(dǎo)電導(dǎo)熱性良好 但是 c u 很容易在低溫和低氧壓環(huán)境下發(fā)生氧化 且形成孔洞脫落 難以形成保護(hù) 膜 現(xiàn)在公認(rèn)最好的金屬基底材料是n i 基合金 1 3 1 n i 雖然導(dǎo)電導(dǎo)熱性能不 及a g 和c u 但其依然是熱和電的良導(dǎo)體 同時(shí) n i 在5 0 0 以下的空氣中 能夠形成n i o 薄膜 防止進(jìn)一步的氧化 更重要的是 n i 相對(duì)a g 和c u 有 很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度 當(dāng)然 n i 本身是鐵磁體 單獨(dú)作為基底材料應(yīng)用將引發(fā)磁 滯損耗 為此 n i 基合金的研發(fā)吸引了大量的注意力 一方面 通過(guò)固溶方 式引入的少量其它金屬如a g m o w c r 等使n i 不再導(dǎo)磁 另一方面也 通過(guò)固溶強(qiáng)化進(jìn)一步提高了基帶的機(jī)械強(qiáng)度 現(xiàn)在用得最多的基帶是含5 w 的n i 5 w 簡(jiǎn)稱n i w 合金基帶 t s l 孓嗣一 暈 介 v 墨到一 1 l1 ji h 吼r o l l r q o i i l a l l e e a n r m a 4 1 n 9 f m f 鋱l 口 c 圖1 1 2 i 軋制輔助雙軸織構(gòu)基帶制備工藝示意圖 因?yàn)閚 i 向y b c o 層的擴(kuò)散是劇烈的 且n i 優(yōu)先取代c u 0 2 面上的c u 這對(duì)于y b c o 的超導(dǎo)電性將產(chǎn)生致命的破壞 所以在以n i 基合金為基帶的 涂層導(dǎo)體架構(gòu)中 緩沖層的存在是必需的 緩沖層的作用如下 1 6 1 1 晶格的過(guò)渡和y b c o 外延生長(zhǎng)的模板 緩沖層材料晶格常數(shù)介于基底材料 與超導(dǎo)層材料之間 減少基底材料與超導(dǎo)層材料由于晶格常數(shù)差異引起的 應(yīng)力 2 擴(kuò)散壁壘作用 防止高溫處理階段基底材料中的一些有害元素?cái)U(kuò)散到超導(dǎo) 層中降低材料超導(dǎo)性能 特別是n i 擴(kuò)散到超導(dǎo)層嚴(yán)重抑制材料的超導(dǎo)性 能 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第9 頁(yè) 3 和基底及y b c o 的化學(xué)兼容性好 顯然 緩沖層不能和金屬基底以及y b c o 發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng) 4 一定的導(dǎo)電導(dǎo)熱性 由于超導(dǎo)層局部的材料缺陷在工作狀態(tài)可能會(huì)出現(xiàn)局 部失超 如果不能及時(shí)將電流分流和將產(chǎn)生的熱導(dǎo)出 將發(fā)生 雪崩 現(xiàn)象 將涂層導(dǎo)體甚至整套設(shè)備完全毀壞 選擇具有一定導(dǎo)電導(dǎo)熱性的材料作為 緩沖層 可以起一定分流和導(dǎo)熱的作用 提高涂層導(dǎo)體工作的安全性 當(dāng) 然 這不是必需 保護(hù)層將主要承當(dāng)這一作用 1 4 3 涂層導(dǎo)體緩沖層材料 1 一氧化物 m o 圖1 1 3 i7 j 巖鹽結(jié)構(gòu)示意圖 在過(guò)渡金屬的一氧化物中 巖鹽 r o c ks a l t 結(jié)構(gòu)是最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu) 在該結(jié)構(gòu) 中 金屬離子和氧離子均有八面體的配位 見(jiàn)圖1 1 3 其中 m g o 并1 n i o 常作 為涂層導(dǎo)體的緩沖層材料 n i o 在自氧化外延緩沖層中常充當(dāng)?shù)谝粚泳彌_層的 作用 1 8 在8 0 0 左右的處理溫區(qū) n i o 將沿著 2 0 0 方向織構(gòu)生長(zhǎng) 2 二氧化物 m 0 2 在二氧化物中 最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)是螢石和金紅石結(jié)構(gòu) 而在涂層導(dǎo)體緩沖層 中應(yīng)用最多的是螢石結(jié)構(gòu) 如圖1 1 4 a 所示的螢石結(jié)構(gòu)中 金屬陽(yáng)離子呈 八面對(duì)稱性 而氧配位為四 其包含一個(gè)陽(yáng)離子的立方密排陣列 而其中的四 面體頂點(diǎn)位置為陰離子占據(jù) 在涂層導(dǎo)體中應(yīng)用最廣泛的包含c e 0 2 z 旬2 和釔 穩(wěn)定氧化鋯 y s z c e 0 2 被公認(rèn)為最好的緩沖層材料 其晶格和y b c 0 很匹配 化學(xué)和熱穩(wěn)定 性好 并且和y b c o 的反應(yīng)不顯著 1 9 1 現(xiàn)在臨界電流密度較高的涂層導(dǎo)體的架 構(gòu)中大多包含c e 0 2 其中用得比較多的架構(gòu)包含y b c o c e 0 2 y s z c e 0 2 n i w y b c o c e 0 2 y s z y 2 0 3 n i w y b c o c e 0 2 l a 2 z r 2 0 t n i w 等 2 0 2 1 1 c e 0 2 常作為 最后一層緩沖層材料使用 而制備方法包括脈沖激光沉積 磁控濺射 化學(xué)溶 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 0 頁(yè) 液沉積等諸多方法 當(dāng)然 c e 0 2 的不足在于其利用濕化學(xué)方法制備存在一個(gè) 5 0 n m 左右的臨界厚度 超出這一厚度 薄膜將會(huì)產(chǎn)生微裂紋 將形成擴(kuò)散通 道 而低于這一厚度 5 0 n m 又不足以單獨(dú)充當(dāng)擴(kuò)散壁壘 因此 c e 0 2 常在多 層緩沖層結(jié)構(gòu)中使用 圖l 一1 4 1 7 j a 螢石結(jié)構(gòu) b 金紅石結(jié)構(gòu) z r 0 2 薄膜的平整和致密性使其成為涂層導(dǎo)體緩沖層的重要候選材料i z 而 且 z r 0 2 作為擴(kuò)散壁壘 作用明顯 另外 在大塊織構(gòu)的y b c o 中常添力d z r 0 2 以提高高場(chǎng)下的載流能力 z r 0 2 和y b c o 體系的反應(yīng)產(chǎn)物b a z r 0 3 和y b c o 的匹 配良好 且化學(xué)兼容性好 從制備角度考慮 除了在有定向作用的i b a d 或者 i s d 方法中 z r 0 2 很難在金屬基帶上形成穩(wěn)定織構(gòu)的立方相 考慮n z r 0 2 的擴(kuò)散壁壘作用及其不穩(wěn)定的立方相 少量立方的y 2 0 3 的加入 可以穩(wěn)定z r 0 2 的立方結(jié)構(gòu) y s z 可以很好地阻止基底和超導(dǎo)層的擴(kuò)散 3 三氧化物 m 2 0 3 常見(jiàn)的三氧化物有方鐵錳礦 b i x b y i t e 方鐵錳礦結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是從螢石結(jié) 構(gòu)中取出了四個(gè)陰離子中的一個(gè) 在該結(jié)構(gòu)中 金屬陽(yáng)離子具有扭曲的八面體 配位 見(jiàn)圖l 1 5 作為緩沖層材料 方鐵錳礦結(jié)構(gòu)的材料中最具應(yīng)用緩沖層應(yīng) 用前景的是稀土氧化物 氧化釔y 2 0 3 氧化銪e u 2 0 3 氧化釓g d 2 0 3 氧化釤 s m 2 0 3 氧化鈥h 0 2 0 3 氧化鉺e r 2 0 3 等1 2 3 2 4 稀土元素作為y b c o r e b c o 的組成元素 本身t u y b c o 具有很好的化 學(xué)兼容性 如表1 3 所示 稀土氧化物r e 2 0 3 的立方贗晶格從0 3 6 7 n m 變化到 0 3 9 1 n m 和r e b c o 系列有很好的匹配 另外 考慮到 稀土元素間非常相近 的化學(xué)性質(zhì) 三價(jià)陽(yáng)離子半徑 不同的稀土氧化物r e 2 0 3 之間形成固溶體從而 略微調(diào)節(jié)晶格參數(shù)也是不難的 2 4 最后 在一種r e b c o 的基體中摻入少量的其 它稀土元素形成序參量的漲落 將極大提高r e b c o 在高場(chǎng)下的載流能力 因 此 選取不同于超導(dǎo)層的稀土元素作為緩沖層材料從而形成其它稀土元素的擴(kuò) 散源 是提高涂層導(dǎo)體的性能的可能途徑 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第11 頁(yè) 圖1 1 5e 1 7 1 方鐵錳礦結(jié)構(gòu) 表1 3r e 2 0 3 平n r e b c o 系列的品格匹配關(guān)系 m i s m a t e hw i t hr e b c o r e a n m a r i m n b y 0 5 3 0 20 3 7 4 9 0 8 1 7 8 1 0 5 n d0 5 5 40 3 9 1 7 3 71 2 0一0 9 7 s m0 5 4 6 30 3 8 6 2 9 20 4 9一o 9 9 e u 0 5 4 3 40 3 8 4 2 4 2o 1 2 1 0 0 g d0 5 3 9 80 3 8 1 6 9 6 0 8 3 1 0 2 d y 0 5 3 3 20 3 7 7 0 2 9 1 4 3 1 0 4 h o0 5 2 90 3 7 4 0 5 9 2 0 5一1 0 5 e r0 5 2 7o 37 2 6 4 5 2 2 7 1 0 6 t m0 5 2 50 3 7 1 2 3 1 2 5 4一1 0 7 y b0 5 2 20 3 6 9 1 1 2 9 2 1 0 8 l uo 5 20 3 6 7 6 9 6 3 3 7 1 0 9 4 復(fù)合氧化物 在復(fù)合氧化物中 重點(diǎn)介紹鈣鈦礦結(jié)構(gòu)和燒綠石結(jié)構(gòu)的氧化物 包括鈣 鈦礦結(jié)構(gòu)的s r t i 0 3 s r r u 0 3 l a a l 0 3 l a m n 0 3 b a z r 0 3 b a s n 0 3 和燒綠 石結(jié)構(gòu)的l a 2 z r 2 0 7 和g d 2 z r 2 0 7 一般表達(dá)式為a b 0 3 的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)如圖1 1 6 所示 其中陽(yáng)離子a 葉 見(jiàn) 圖中c a 和十二個(gè)氧離子配位 陽(yáng)離子b m 和六個(gè)氧離子配位 且一般來(lái)說(shuō) a n 的離子半徑比b m 大 而且 在a 位或b 位經(jīng)常出現(xiàn)混合價(jià)態(tài)的離子 同時(shí) 立方結(jié)構(gòu)可能被扭曲 呈四方或者正交相 s r t i 0 3 在超導(dǎo)薄膜和微電子薄膜制備上常常用作基底 是涂層導(dǎo)體一種很 好的緩沖層材料1 2 5 2 6 1 用化學(xué)溶液沉積方法已經(jīng)成功制備出織構(gòu)良好 表面致 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第12 頁(yè) 密平整的緩沖層 而且 t i 位的n b 摻雜還可以顯著提高s r t i 0 3 的導(dǎo)電性 一定 程度彌補(bǔ)s r t i 0 3 導(dǎo)電導(dǎo)熱一 1 1 2 厶匕f j 匕 欠佳的缺點(diǎn) z n l 一 圖1 1 6 i7 j 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖圖1 1 7 1 7j 燒綠石結(jié)構(gòu)示意圖 s r r u 0 3 在微電子薄膜制備上常常用作基底 而且具備金屬的導(dǎo)電能力 是 一種優(yōu)良的緩沖層材料 2 8 近幾年 利用物理沉積方法在n i 基帶上制備雙軸織 構(gòu)的s r r u 0 3 常有報(bào)道 但化學(xué)方法報(bào)道尚未見(jiàn)到 l a m n 0 3 是近年來(lái)提出的一種導(dǎo)電緩沖層材料 2 9 3 1 1 特別是 l a 位的c a 或s r 摻雜為調(diào)節(jié)體系的電導(dǎo)率和晶格尺寸提供了空間 利用物理方法在n i 合金基帶 上已經(jīng)得到了雙軸織構(gòu)致密的l a m n 0 3 1 l a o 7 s r o 3 m n 0 3 緩沖層 并且其上沉積 的y b c o 的臨界電流密度也超過(guò)了1 m a c m 2 但是 化學(xué)方法制備l a m n 0 3 和 l a o 7 s r o 3 m n 0 3 緩沖層相對(duì)較為復(fù)雜 b a z r 0 3 和b a s n 0 3 作為z r 0 2 及s n 0 2 添加到y(tǒng) b c 0 中反應(yīng)的產(chǎn)物 g l y b c o 有 極好的化學(xué)兼容性 同時(shí)晶格匹配好 化學(xué)方法制備b a z r 0 3 不 i b a s n 0 3 緩沖層 的工作開(kāi)展了不少 但目前結(jié)果尚不理想 3 2 3 4 化學(xué)配比為a 2 8 2 0 7 的燒綠石結(jié)構(gòu)中 a 一般為較大的三價(jià)陽(yáng)離子 而b 一 般為較小的四價(jià)陽(yáng)離子 如圖1 1 7 所示 燒綠石結(jié)構(gòu) 空間群f d 3 m 可以認(rèn)為 源自螢石結(jié)構(gòu) 空間群f m 3 m 通過(guò)生成有序的氧缺陷從而a 的配位保持如 螢石結(jié)構(gòu)中立方同時(shí)b 的配位退化成八面體 最常見(jiàn)的具有燒綠石結(jié)構(gòu)的緩沖 層材料包括l a 2 z r 2 0 7 2 0 3 5 3 6 j 幣l j g d 2 z r 2 0 7 3 刀 l a 2 z r 2 0 7 l z o 軍l l g d 2 z r 2 0 7 g z o 的晶格參數(shù)很接近y b c o 同時(shí)z r 元素的存在使其具備阻擋擴(kuò)散的功能 最近幾年 基于l z o 和i g z o 的兩層緩沖 層結(jié)構(gòu)y b c o c e 0 2 m o d l z o m o d n i w 和y b c 0 c e 0 2 p l d g z 0 i b a d h a s t e l l o y 大有取代y b c o c e 0 2 y s z c e 0 2 n i w y b c o c e 0 2 y s z f y z 0 3 n i w 等 三層結(jié)構(gòu)的趨勢(shì) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第13 頁(yè) 1 5 涂層導(dǎo)體的制備方法 涂層導(dǎo)體的制備方法從大體上可以分為需要真空設(shè)備的原位 i n s i t u 物 理氣相沉積方法 p v d 和無(wú)需真空設(shè)備的異位 e x s i t u 化學(xué)溶液沉積方 法 c s d 如表1 4 所示 一般說(shuō)來(lái) 物理氣相沉積方法制備的薄膜致密 表面平整 孔洞和微裂紋少 但是 化學(xué)組分的控制較為復(fù)雜 設(shè)備較復(fù)雜 成本高 難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高效率的沉積 相比較而言 化學(xué)溶液沉積方法中 由于有大量有機(jī)物的分解 孔洞一般較多 相對(duì)而言 化學(xué)溶液沉積方法容 易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn) 對(duì)設(shè)備的要求較低 表1 4 涂層導(dǎo)體制備方法 物理氣相沉積方法化學(xué)氣相沉積方法其它方法 脈沖激光沉積 電子束蒸鍍?nèi)苣z凝膠自氧化外延 離子束輔助沉積金屬有機(jī)物沉積金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積液 傾斜基帶沉積混合法相外延 j j o 其它化學(xué)溶液沉積方法氣霧分解 分子束外延 1 6 化學(xué)溶液沉積法 1 6 1 外延生長(zhǎng)機(jī)理 外延生長(zhǎng)機(jī)理 3 0 1 外延薄膜生長(zhǎng)是指在基片上生長(zhǎng)出一層晶體取向一致并且與基片晶體取 向有一定關(guān)系的異質(zhì)或同質(zhì)材料的單晶或準(zhǔn)單晶薄膜 薄膜的生長(zhǎng)遵循固態(tài) 相變形核生長(zhǎng)理論 固態(tài)相變中相變驅(qū)動(dòng)力是新生相與原來(lái)相的吉普斯自由 能差 相變阻力是新相與原來(lái)相的新增表面的表面能以及新相體積變化的體 積畸變能 所以整個(gè)新相產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力可用 1 2 式表示 其中 g 表示 單位體積吉普斯自由能差 彳表示新增加的界 表 面面積 y 單位面積表 界 面能 g 新相單位體積畸變能 g 一 g v 4 y g f 1 2 假設(shè)新相呈球狀 1 2 式可改寫為 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1 4 頁(yè) 一 4刀 v aga ga g a g 4 萬(wàn)r2 y 1 3 一 刀 3 v 一 4 萬(wàn)r2 y 1 3 由熱力學(xué)第三定律可知a g o 時(shí)相變不會(huì)自發(fā)發(fā)生且新相不穩(wěn)定 當(dāng) g l 時(shí)晶核將自發(fā)長(zhǎng)大成晶體 療 n 時(shí)晶核不穩(wěn)定將瓦解但 與此同時(shí)又不斷形成新的晶核 n n 時(shí)晶核處于臨界狀態(tài) 要成為晶體必須 再吸收一個(gè)原子 設(shè)單原子進(jìn)入具有臨界尺寸晶核的概率為 則形核率為 i 巳 1 6 由于 與近鄰新相晶核界面的母相原子數(shù)s 振動(dòng)頻率v 母相原子跳向新相 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第15 頁(yè) 幾率 廠及跳向新相的原子因彈性碰撞跳向母相的幾率尸成正比 此外在跳動(dòng) 時(shí)還要克服高度為q 的位壘 故還因與e x p 一q k t 成正比 與各因素關(guān) 系可表示如下式 儼e x p 一q k t 1 7 1 7 式代入 1 6 式得到 坩例e x p 一垡絲 1 8 k 7 盡管尺寸大于臨界尺寸r c 的晶核在熱力學(xué)上處能量降低方向 理論上能 夠穩(wěn)定存在并自發(fā)長(zhǎng)大成晶體 但是晶核的形成同時(shí)是動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程 一些 臨界晶核得到原子成為能自發(fā)長(zhǎng)大晶核的同時(shí)使臨界晶核濃度下降 與此同 時(shí)又通過(guò)不斷熱激活形成新的臨界晶核 當(dāng)這過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài) 顯然此時(shí)的臨界晶核濃度降低于平衡態(tài)臨界晶核濃度c n c 此外大于臨界尺 寸的晶粒也有可能重新瓦解消失 這兩個(gè)因素導(dǎo)致形核率下降 b e c k 和 d o t i n g t t 1 及z e l d o v i c h m l 考慮了這些因素導(dǎo)出了穩(wěn)態(tài)時(shí)形核率 穩(wěn)為 其中z 為 z e l d o v i c h 非平衡因子 毛 邵巳 1 9 z 一麗1 i 2 1 1 0 將 1 1 0 代入 1 9 式合并常數(shù)項(xiàng)得 k i oe x p 一筆箏 1 1 1 1 式表明 如相變是在冷卻過(guò)程中發(fā)生的 隨轉(zhuǎn)變溫度降低 過(guò)冷 度增加 形核率先增加后減小 如相變是在加熱過(guò)程中發(fā)生則轉(zhuǎn)變溫度升高 過(guò)熱度增加形核率不斷增加 1 6 2 化學(xué)溶液沉積技術(shù) 化學(xué)溶液沉積 c s d 氧化物薄膜的工作始于上世紀(jì)8 0 年代 而f u k u s h i m a 等人 們 利用金屬有機(jī)物沉積 m o d 方法 b u d d 等人 刪利用溶膠凝膠 s 0 1 g e l 方法成功制備了和對(duì)應(yīng)的塊體材料相近性質(zhì)的鐵電鈦鋯酸鉛 p z t 從此 c s d 成為氧化物薄膜制備的一種重要手段引起了越來(lái)越多的關(guān)注0 7 4 5 1 相比傳統(tǒng)的物理氣相沉積手段 c s d 的主要優(yōu)勢(shì)在于 1 易于通過(guò)調(diào)整 起始反應(yīng)物的用量控制產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量比 從而保證均勻性 2 相對(duì)較低 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第16 頁(yè) 的處理溫度 3 價(jià)格低廉 適合大規(guī)模生產(chǎn) 4 對(duì)儀器設(shè)備要求較低 成相控制相對(duì)簡(jiǎn)單 1 6 2 1 一般流程 豁瞬二 搬 p 溉t 瞄i d a 蝴 轉(zhuǎn)囂燃 姥盛魯各貔 n m o c r l m p 口v 蝴ea v t 一 圖1 1 9 t 4 5 典型c s d 方法的t 藝流程圖 整個(gè)工藝始于前驅(qū)溶液的制備 前驅(qū)物一般為鹽 包括羧酸鹽 醇鹽等 有機(jī)鹽和硝酸鹽 前驅(qū)物按正確的化學(xué)配比溶解于適當(dāng)?shù)娜軇?當(dāng)然 如果 某種組分的易揮發(fā)或者和基底的擴(kuò)散相對(duì)嚴(yán)重甚至大量二相粒子的生成無(wú)法 避免 可以對(duì)起始化學(xué)配比適當(dāng)調(diào)整 其次 通過(guò)一定的涂敷技術(shù)如旋轉(zhuǎn)涂 敷 s p i nc o a t i n g 或者浸涂 d i pc o a t i n g 將溶液涂敷到基底上 這樣得到的 濕薄膜經(jīng)過(guò)干燥 熱分解 結(jié)晶成相及可能的后退火處理 得到需要的氧化 物薄膜 整個(gè)工藝流程見(jiàn)見(jiàn)圖1 一1 9 1 6 2 2c s d 方法的分類 化學(xué)溶液法通過(guò)將前驅(qū)物或溶液混合通過(guò)攪拌或加熱配制 起始原料之 間的化學(xué)反應(yīng)取決于溶液制備條件和化合物的反應(yīng)活性 前驅(qū)物不同 溶液 的凝膠行為也不同 熱處理中的反應(yīng)類型也有很大不同 由此 可以將c s d 制備氧化物薄膜的方法分為以下幾類 1 傳統(tǒng)的溶膠凝膠 s 0 1 g e l 法 s 0 1 g e l 法以醇鹽為前驅(qū)物 醇鹽會(huì)發(fā)生 水解和縮聚反應(yīng) 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第17 頁(yè) 2 金屬有機(jī)物沉積 m o d 法 m o d 法以金屬羧酸鹽為前驅(qū)物 羧酸 鹽不發(fā)生顯著的縮合反應(yīng) 3 混合法 h y b r i d 法 h y b r i d 法的某些步驟中有縮合反應(yīng) 而前驅(qū)物包 含多種金屬有機(jī)鹽 包括醇鹽和羧酸鹽 它們之間通過(guò)螯合反應(yīng)形成穩(wěn) 定有黏度的溶液 1 s o l g e l 法 在s 0 1 g e l 法 4 s l f 中 最常見(jiàn)的過(guò)程是如下的水解 m o r 哎0 一m o h 一 r o h 1 1 2 縮合 去醇 2 m o h 川 o h j 心o o r 2 x 3 伽 r o h 1 1 3 縮合 去水 2 m o r 川 o h m 2 0 o r 2 x 2 o h 日2 0 1 14 在含多種醇鹽的熱力學(xué)過(guò)程中 對(duì)反應(yīng)活性小的醇鹽進(jìn)行預(yù)水解 p r e h y d r o l y s i s 以提高溶液的均勻性 另外 溶液中的醇交換反應(yīng)可以降低起始原料的水解活性 見(jiàn)式 1 1 5 m o r x r o hj m 锨 川 x r o h 1 1 5 雖然通過(guò)精確的控制 s 0 1 g e l 法的可重復(fù)性可以得到很好保證 但是 對(duì)于非化學(xué)行內(nèi)人士 s 0 1 g e l 法的操作過(guò)程是很復(fù)雜的 2 m o d 法 在m o d 法中 長(zhǎng)鏈的羧酸鹽和二酮鹽 f l d i k e t o n a t e 常用作起始反應(yīng) 物 過(guò)程包括將金屬有機(jī)物簡(jiǎn)單地溶于溶劑中 比如二甲苯 并將不同溶液 混合形成需要的化學(xué)配比 一般說(shuō)來(lái) 起始原料對(duì)水不敏感 不會(huì)發(fā)生s 0 1 g e l 法中的低聚反應(yīng) 因此溶液中的前驅(qū)物和起始原料很接近 可以簡(jiǎn)單地將溶 液認(rèn)為是起始原料和溶劑的簡(jiǎn)單混合 因此 整個(gè)溶液制備過(guò)程很直接 便 于非化學(xué)專業(yè)人士的完成1 3 2 1 與s 0 1 g e