超导薄膜不仅在超导应用方面扮演着举足轻重的角色, 而且是超导机理研究的良好载体, 是连接超导应用和机理的桥梁。脉冲激光沉积(PLD)是最常用的超导薄膜制备技术之一。本文综述了PLD技术制备铜氧化物、铁基、氮化物、钛氧化物等超导薄膜的研究进展, 并介绍了与高温超导薄膜应用相关的两种PLD新技术: 超导带材和大面积薄膜制备。最后, 本文介绍了基于材料基因工程的高通量组合薄膜技术在高温超导研究上的典型成功案例。继续发展和使用该实验技术, 构建与高温超导相关的高维相图和定量规律, 有望实现机理研究实验上从量变到质变的全面突破。

本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO2缓冲层和Tl-1223超导薄膜, 研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示, 蓝宝石基片经过退火后其表面形成具有光滑平台的台阶结构, 同时基片的晶体质量得到了改善; 本文所制备的CeO2缓冲层和Tl-1223超导薄膜具有较好的c轴生长取向, 而且两者呈现良好的ab面内织构。SEM表征结果显示, 生长良好的Tl-1223超导薄膜呈层状结构, 表面光滑平整、结构致密。在液氮环境下, 测得所制备Tl-1223超导薄膜的临界转变温度Tc约为111 K, 临界电流密度Jc(77 K, 0 T)约为1.3 MA/cm2。

将乙酸盐溶解在丙酸中获得无氟的前驱溶液，利用化学溶液沉积(CSD)法在LaAlO3(LAO)(100)单晶衬底上外延生长出GdBa2Cu3O7-x(GdBCO)超导薄膜。研究了不同退火温度下获得的薄膜的物相、取向、形貌以及超导电性。结果表明：在817 ℃下合成的GdBCO薄膜具有很好的双轴取向，其超导转变温度(Tc)为92.5 K；在77 K和自磁场下，临界电流密度(Jc)达到1.33 MA/cm2。

为确保STEP卫星超高精度加速度计的测量头线圈三维超导膜在设计的工作电流范围内完全超导，以实现10-18 g精度的加速度测量，对测量头线圈进行了低温超导测试，测试证明三维超导膜存在不完全超导缺陷。利用分段测试法对三维膜线圈的二维组成部分进行了测试，确定了测量头线圈超导缺陷的位置，并分析了造成超导缺陷的原因。根据测试和分析结果改进了线圈设计，实现了测量头线圈的完全超导，并标定线圈的最大工作电流为-40～40 mA，满足STEP卫星加速度计对超导电流要求的-10～10 mA，设计裕度达到300%。通过测试、分析与改进设计，定型了STEP卫星超高精度加速度计测量头线圈的研制，为完成STEP任务奠定了技术基础。同时，实现了三维超导膜线圈的制造与工程应用。

采用低压氧气放电辅助的激光淀积方法,原位外延生长出零电阻温度91K,临界电流密度105A/cm2的Y-Ba-Cu-O高温超导薄膜。扫描电镜和X光衍射分析结果表明,薄膜中超导相晶粒的生长具有c轴垂直于表面的择优取向。

利用准分子激光束辐照Y-Ba-Cu-O超导靶体,使之元素溅射出来,喷到平行于靶面的基片之上而淀积成膜,然后通过适当的退火过程,所制薄膜在液氮温区具有超导性。制取了零电阻温度85K的高温超导薄膜;讨论了淀积条件与退火过程对薄膜超导性能的影响。