專利名稱：：Ybco涂層中用于改進高臨界電流密度的結(jié)構(gòu)的制作方法YBCO涂層中用于改進高臨界電流密度的結(jié)構(gòu)聯(lián)邦權(quán)利聲明本發(fā)明在美國能源部裁定的合同No.W-7405-ENG-36由政府支持下獲得的。政府在本發(fā)明中具有一定權(quán)利。發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明是關(guān)于在超導(dǎo)膜帶材中獲得高臨界電流密度的組合結(jié)構(gòu)。這種組合結(jié)枸涉及高臨界電流超導(dǎo)》茲帶的多層結(jié)構(gòu)或構(gòu)造。發(fā)明背景自從涂層導(dǎo)體研究最初發(fā)展以來，其關(guān)注于提高材料長度，同時提高總臨界電流載流量。不同的研究小組已經(jīng)研制出幾種制備涂層導(dǎo)體的方法。不管哪種技術(shù)用于涂層導(dǎo)體，目的是獲得在金屬基體上具有高超電流載流量的高織構(gòu)超導(dǎo)厚膜，這種高織構(gòu)超導(dǎo)厚膜如YBa2Cu307_x(YBCO)。用于涂層導(dǎo)體的超導(dǎo)厚膜的使用顯示出合理性，因為總臨界電流和工禾呈臨界電流密度(定義為總臨界電流和帶材界面面積的比值)與超導(dǎo)膜的厚度直接相關(guān)。眾所周知，有時，YBCO膜的臨界電流密度是單晶片或者多晶鎳基合金基體上膜的膜厚的函數(shù)(參見，F(xiàn)oltynetal.，Appl.Phys.Lett.,63,1848-1850,1993)。在約100到400納米(nm)范圍的YBCO膜厚內(nèi)得到較高臨界電流密度。另一方面，臨界電流密度易于隨YBCO膜厚的增加而降低。多晶金屬基體上的YBCO具有的臨界電流密度較低，主要由于YBCO膜的較差面內(nèi)織構(gòu)。在標(biāo)準(zhǔn)處理條件下，在金屬基體上添加超過2pm的更多YBCO材料的嘗試無助于總超電流載流量。美國專利No.6，383，989指出，YBCO厚膜的Jc能通過采用多層結(jié)構(gòu)來提高，該多層結(jié)構(gòu)涉及YBCO和絕緣體如氧化鈰的隔層材料或不同超導(dǎo)材料如和samarium-BCO的4侖換層。而且，這些隔層材料都有助于提高Jc值(參見App.Phys.Lett"200280,pp.1601-1603),Ic值不超過幾百A/cm-width。另外，可以確定，Jc的提高是由于多層結(jié)構(gòu)的膜平滑影響特性，單層YBCO膜相對缺少這種特性。其次，可以確定，在那時使用的粗糙基體需要平滑。較平滑基體(美國專利申請序號10/624,350,Kreiscottetal.撰寫的"HighCurrentDensityElectropolishinginthePreparationofHighlySmoothSubstrateTapesforCoatedConductors")的開發(fā)中止了這種多層平滑效應(yīng)的需求。美國專利No.6,383,989中公開的多層結(jié)構(gòu)的另一個影響因素是電流不能按照z方向穿過膜，例如，穿過多層氧化鈰和YBCO的多層結(jié)構(gòu)。這需要采用圖案化制程進4亍氧化4申分隔的不同YBCO層的電流測量。除了制備超導(dǎo)帶材的最新進展，臨界電流強度性質(zhì)的持續(xù)提高是值得預(yù)期的。
發(fā)明內(nèi)容為達到前述和其他目標(biāo)，并依據(jù)本發(fā)明的目的，如這里體現(xiàn)的和廣泛描述那樣，本發(fā)明提供了包括單晶基體、無定形基體或多晶基體中的基體的制品，這種基體包括在其上具有至少一個定向?qū)樱缓?，至少一個定向?qū)由系亩鄬映瑢?dǎo)結(jié)構(gòu)，該多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括至少兩層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料，每一層特征在于厚度從約lOOnm到約1000nm，每一對高溫鋇-銅氧4匕物超導(dǎo)才才料層由導(dǎo)電金屬氧化物材料分隔開，這種導(dǎo)電金屬氧化物材料具有與高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料化學(xué)相容性和結(jié)構(gòu)相容性，導(dǎo)電金屬氧化物層特征在于厚度從約3nm到約60nm,由此電接觸按照z-方向穿過多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)，多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)特征在于具有至少l微米厚高溫超導(dǎo)材料層的總組合厚度并且Ic大于500安培/厘米寬度(A/cm-width)。在本發(fā)明的一個實施方案中，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層之間的導(dǎo)電金屬氧化物材^h為氧化鈰。在本發(fā)明的另一個實施方案中，直接在至少一個定向?qū)由系母邷劁^-銅氧化物超導(dǎo)材料層具有約400nm到約800nm的厚度，并且不直4妻在至少一個定向?qū)由想S后的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層具有約100nm到約400nm的厚度。在本發(fā)明的另一個方面中，提供了制備高溫超導(dǎo)制品的方法，該高溫超導(dǎo)制品特征在于具有至少l微米組合厚度的高溫超導(dǎo)材料并具有大于500安培/厘米-寬度(A/cm-width)的Ie，該制品包括來自單晶基體、無定形基體和多晶基體組中的基體，該基體在其上具有至少一個定向?qū)雍驮谥辽僖粋€定向?qū)由系亩鄬映瑢?dǎo)結(jié)構(gòu)，多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括至少兩層的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料，每對所述高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層由導(dǎo)電金屬氧化物材料層分隔開，該金屬氧化物材料具有與高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料化學(xué)相容性和結(jié)構(gòu)相容性，這種方法包括在約74(TC到765。C溫度下，將高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材并牛層沉積在所述基體的定向?qū)由?，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料具有約100nm到約1000nm的厚度，在約740。C到約765。C溫度下將導(dǎo)電金屬氧化物沉積在第一層HTS材料上，導(dǎo)電金屬氧化物具有約3nm到約100nm的厚度，在約74(TC到約765。C溫度下隨后在導(dǎo)體金屬氧化物上沉積一層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料具有約100nm到約1000nm的厚度，并且向隨后的HTS層上沉積至少兩一對Ce02和高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層，另一對的Ce02層位于先前沉積的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材并+層和另一對的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料之間，在約740。C到約765。C溫度下，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料具有約100nm到約1000nm的厚度并且導(dǎo)電金屬氧化物具有約3nm到約100nm的厚度，由此，具有大于500安培/厘米-寬度(A/cm-width)的Ie的合成高溫超導(dǎo)制品纟皮制成，這個特征Ic值好于在約770。C或高于約770。C溫度沉積高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料和導(dǎo)體金屬氧化物得到的Ie值。圖1顯示出具有本發(fā)明實施方案的多層YBCO組合膜的一般結(jié)構(gòu)。圖2顯示出單層YBCO膜的載流量(臨界電流和電流密度)與膜厚的函數(shù)關(guān)系圖。圖3顯示出臨界電流密度相對于YBCO和Ce02總厚度的圖表，例如包括單層YBCO層(圓形)；由氧化鈰隔層分隔開的4個YBCO層(菱形)；和由氧化一沛隔層分隔開的6個YBCO層(正方形)，IBAD-MgO-Ni合金基體上的每一個是在75.4K和自場條件下測量出的。具體實施方式本發(fā)明是關(guān)于高溫超導(dǎo)線材或帶材和形成這種線材和帶材的高溫超導(dǎo)膜的使用。在本發(fā)明中，超導(dǎo)材料通常為鋇-銅氧化物高溫超導(dǎo)體。眾所周知，多種稀土金屬被用于制備高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)體，包括，如釤、鏑、鉺、釹、銪、鈥、鐿、和釓。盡管這種超導(dǎo)基礎(chǔ)材料的其他較小變化也可^皮使用，在形成高溫鋇銅氧化物超導(dǎo)體(YBCO)中釔是優(yōu)選金屬，例如，YBa2Cu307.s、Y2Ba4Cu7014+x、或YBa2Cu408。4乙和其4也稀土金屬的組合可用作高溫鋇銅金屬氧化物超導(dǎo)體。其<也超導(dǎo)材并+如敘、和鉈基超導(dǎo)材料有時可被采用。YBa20i307-s優(yōu)選作為超導(dǎo)材料。向高溫超導(dǎo)材料中加入選擇的微粒材料可提高磁通釘扎特性。這種微粒材料可為鋯酸鋇、鋯酸釔鋇、氧化釔和類似物質(zhì)。孩史粒優(yōu)選尺寸為主要尺寸在約5納米到約100納米并且通常存在的量為約1到20個重量百分比。在本發(fā)明的高溫超導(dǎo)膜中，基體可為，例如，一些無定形材料或多晶材料。多晶材料可包括如金屬或陶瓷。這種陶瓷可包括，例如，如多晶氧化鋁或多晶氧化4告的材料。優(yōu)選地，該基體可為多晶金屬如鎳、銅和類似金屬。包括鎳的合金如多種哈氏合金金屬作為基體和包括銅、釩和鉻的基體一樣也是有效的。超導(dǎo)材料最終沉積上的金屬基體應(yīng)優(yōu)選考慮具有可變形的合成制品，由此超導(dǎo)制品(例如，線圈、電才幾或i茲4夾)可^皮定形。其他基體如軋制輔助雙軸織構(gòu)基體(RABiTS)也可祐使用。載流量的度量^皮稱為"臨界電流"并縮寫為Ic,以安培(A)為單位，"臨界電流密度"縮寫為Je,以安培/平方厘米(A/cm2)。作為寬度標(biāo)準(zhǔn)值，Ie以安培/厘米-寬度計數(shù)，寬度參考超導(dǎo)材料尺寸。這樣，測量值在不同樣品中比4交可能更有意義。本發(fā)明是關(guān)于提高用于涂層導(dǎo)體的YBCO膜的總載流量。本發(fā)明使用多層結(jié)構(gòu)來除去在涂層導(dǎo)體中使用單層膜的限制，單層膜中臨界電流不隨力莫厚的增加而線性增加。本發(fā)明提供了圖1中顯示的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用于提高YBCO膜的總載流量。導(dǎo)電金屬氧化物材料被用作隨后的超導(dǎo)層如YBCO層間的隔層。這個方法可按照預(yù)期或必要性重復(fù)許多次。這種多層方法提供更大表面積，表面釘扎可起到提高超導(dǎo)膜的臨界電流的另一個作用。用作隔層的金屬氧化物材并牛應(yīng)與YBCO化學(xué)相容和結(jié)構(gòu)相容，應(yīng)在本發(fā)明中使用的厚度上具有導(dǎo)電性，通常可選自，如氧化鈰(Ce02)、氧化釔(Y203)、鈦酸鍶(SrTi03)、鍶釕氧化物(SrRu03)、二氧化鉿(Hf02)、氧化釔摻雜的氧化鋯(YSZ)、氧化鎂(MgO)、氧化鎳、氧化釤、氧化銪、鋁酸鑭(LaA103)、鑭鍶鈷氧化物(La。.sSr。.5Co03)、釹銅氧化物、鎘銅氧化物、銪銅氧化物、和釹釓氧化物(NdGa03)。優(yōu)選地，金屬氧化物材料為Ce02、Y203、SrRu03、或SrTi03并且更優(yōu)選i也，金屬IU匕物為氧化鈰金屬氧化物層的厚度通常從約3納米(nm)到約60納米，更優(yōu)選從約5納米到約60納米，最優(yōu)選從約5納米到約40納米。優(yōu)選地，金屬氧化物層的厚度是使電流能從該疊層的頂部到底部穿過，例如，以Z方向乂人多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)穿過從而排除不同層的圖案結(jié)構(gòu)的需要而得到貫穿整個膜厚的電連接。單個層的YBCO可具有范圍在約lOOnm(O.l)im)到約lOOOnm(lpm)的厚度，優(yōu)選在范圍/人約100nm(0.1|im)到約600nm(0.6jam)。在一個實施方案中，被沉積的第一層YBCO的厚度比隨后的YBCO層更厚。例如，第一個YBCO層可一皮沉積的厚度在約400nm(0.4pm)到約800nm(0.8pm)，然而隨后的YBCO層可沉積厚度在約100nm(0.1pm)到約400nm(0.4拜)。將更多的較薄YBCO層加入到多層結(jié)構(gòu)中通?？蓪?dǎo)致較好的Ic值和Jc值。多層膜的總厚度大于約1nm，優(yōu)選大于約1.5nm，更優(yōu)選大于約3^im。該厚度通?？稍诒M可能高的預(yù)期范圍內(nèi)變化，例如，達到約lOjim，但通常從約2pm到約5jam。多層的不同層可依據(jù)經(jīng)選擇的應(yīng)用而具有不同的厚度。高溫超導(dǎo)鋇-銅氧化物的不同組合可在不同層中使用。如這里先前描述的，高溫超導(dǎo)鋇-銅氧化物通?？砂?舌4乙或周期表中4壬4可適宜的稀土金屬，例力口釤、4離、鉺、4女、銪、4火、鐿、和4L。在一些例子中，高溫超導(dǎo)鋇-銅氧4匕物可包4舌4乙和一個或多個稀土金屬，或可包括兩個或多個稀土金屬。釔為制成眾所周知的YBCO的高溫超導(dǎo)鋇-氧化物中優(yōu)選的金屬。采用離子束輔助沉積來沉積MgO(IBAD-MgO)作為模板劑將多層YBCO膜沉積在多晶鎳合金上。IBAD-YSZ也可作為才莫4反劑。多層YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO結(jié)構(gòu)被沉積在IBAD-MgO/Ni-合金基體上，YBCO層的厚度約為0.75(im并且Ce02層的厚度約為50nm。另一個多層YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO結(jié)構(gòu)^皮沉積在IBAD-MgO/Ni-合金基體上，YBCO層的厚度約為0.55jim并且Ce02層的厚度約為40nm。在兩個例子中，電流可按照z-方向4黃過或穿過多層疊層而凈皮測量出。YBCO層可通過脈沖激光沉積或多種方法如蒸發(fā)包括共蒸發(fā)和活性反應(yīng)蒸發(fā)，濺射包括、磁控濺射、離子束濺射和離子輔助濺射、陰極電弧沉積、化學(xué)氣相沉積、有才幾金屬化學(xué)氣相沉積、等離子體增強化學(xué)氣相沉積、分子束外延、溶月交-凝月交法、溶液制程和液相外延進行沉積。為獲得預(yù)期的超導(dǎo)性，后沉積退火工藝是一些沉積方法所必需的。在脈沖激光沉積中，被沉積的材料粉末可首先在高壓下凈皮壓成圓盤狀或J求狀，通常在1000磅/平方英寸(PSI)壓力下，然后在約95(TC溫度下，壓成的圓盤在氧氣氣氛下或在含有氧氣空氣中煅燒至少約1小時，優(yōu)選約12小時到24小時。適宜用于^^沖激光i5L禾口、的i殳備在Appl.Phys.Lett.56,578(1990),"EffectsofBeamParametersonExcimerLaserDepositionofYBa2Cu307—s，，中顯示出，該描述通過引述合并在本文中。脈沖激光沉積的合適條件包4舌，例如，激光，如準(zhǔn)分子激光(20納秒(ns)，248或308納米(nm)),以約45。入射角耙向乾點材料的旋轉(zhuǎn)小球。將基體固定在以約0.5rpm轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的加熱固定器上來最小化制成的膜或涂層的厚度變化。在約60(TC到約950°C溫度下，優(yōu)選在約740。C到約765。C溫度下，在沉積過程中加熱基體，YBCO為超導(dǎo)材料。沉積過程中，在沉積室中可保持約0.1mTorr到約10Torr的氧氣氣氛，優(yōu)選約100到250mTorr的氧氣氣氛?；w和小球的間距可從4厘米(cm)到約10厘米。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在約74(TC到約765。C溫度下，多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)的沉積比在高溫下如高于約775。C下的沉積生成更好的結(jié)果，在單晶基體的Je值減小了。通過乂人O.l赫茲(Hz)到約200赫茲(Hz)改變^t光重復(fù)率可使膜的沉積速度從O.lA/s到約200A/s之間變化。通常，平均能量密度從約1到4焦耳/平方厘米(J/cm勺的激光束具有1毫米(mm)x4毫米(mm)的尺寸，沉積后，膜通常于室溫下在大于100Torr的氧氣氣氛中冷^卩。本發(fā)明在下列實施方案中進行特別描述，這些實施例僅為說明性，許多修改和變化對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是容易理解的。實施例1(HW219)將包括4層YBCO和3個氧化鈰(Ce02)隔層的多層(YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO)沉積在鎳金屬基體上，這種基體包括在鎳上的一層氧化鋁層(八1203),氧化鋁層上沉積一層氧化4乙(丫203)，在Y203上經(jīng)離子束輔助沉積法(IBAD)沉積一層氧化鎂(MgO)，在離子束沉積氧化鎂上同質(zhì)外延生長氧化鎂，在傳統(tǒng)處理條件下，例如約70(TC襯底溫度，采用脈沖激光沉積法沉積一層鈥酸鍶作為MgO的緩沖層(參見，Jiaetal.,PhysicaC,v.228，pp.160-164，1994)。約3.0pm總厚度的YBCO中的每一個YBCO層約0.75pm。每個Ce02層約30nm。測出的Jc約為2.5MA/cm2。實施例2(HW162)將包括4層YBCO和3個氧化鈰(Ce02)隔層的多層(YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO)沉積在4臬金屬基體上，這種基體包^~在鎳上的一層氧化鋁層(八1203)，氧化鋁層上沉積一層氧化4乙(丫203),在Y203上經(jīng)離子束沉積法(IBAD)沉積一層氧化鎂(MgO),在離子束沉積氧化鎂上沉積同質(zhì)外延氧化鎂，在傳統(tǒng)處理條件下，采用樂jc沖激光沉積法沉積一層4太酸4愁作為MgO的緩沖層。約2.5|am總厚度的YBCO/Y203中的每一個YBCO層約0.60pm。每個Ce02層約30nm。測出的Jc約為3.2MA/cm2。實施例3(HW370)將包括4層YBCO和3個氧化鈰(Ce02)隔層的多層(YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO"K積在單晶MgO基體上，包括作為MgO的緩沖層的鈥酸鍶層，除了76(TC較低襯底溫度外，傳統(tǒng)處理條件下采用/5^沖激光沉積。約2.2pm總厚度的YBCO中的每一個YBCO層約0.55pm。每個Ce02層約30nm。測出的Jc約為4.0MA/cm2。實施例4(HW372)將包括4層YBCO和3個氧化釔(Y2(D3)隔層的多層(YBCO/Y203/YBCO/Y203/YBCO/Y203/YBCO)沉積在單晶MgO基體上，包括作為MgO的過渡層的鈥酸鍶層，除了76(TC4交低襯底溫度外，傳統(tǒng)處理條件下采用力永沖激光沉積。約2.5pm總厚度的YBCO/Y203中的每一個YBCO層約0.60pm。每個Y203層約30nm。測出的Jc約為3.5MA/cm2。實施例5(HW310)將包括6層YBCO和5個氧化鈰(Ce02)隔層的多層(YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO/Ce02/YBCO)沉積在鎳金屬基體上，這種基體包括在鎳上的一層氧化鋁層(人1203),氧化鋁層上沉積一層氧化釔(丫203)，在Y2(D3上經(jīng)離子束輔助沉積法(IBAD)沉積一層氧化4美(MgO)，在傳統(tǒng)處理條件下，采用脈沖激光沉積在IBADMgO上沉積一層同質(zhì)外延氧化4美(參見，Jiaetal"PhysicaC，v.228,pp.160-164,1994)。約3.3拜總厚度的YBCO中的每一個YBCO層約0.55jxm。每個Ce02層約40nm。YBC0/Ce02多層的總厚度約為3.5pm。測出的J。約為4.0MA/cm2。經(jīng)計算Ic約為1400A/cm-width。用于對比，厚度約3.7|xm單層YBCO^皮沉積在相似的基體上并且Jc約為1.3MA/cm2。因此，單層^f又運載多層結(jié)構(gòu)的臨界電流的三分之一。實施例6(HW335-339)將包括2層YBCO和1層厚度變化的氧化鈰隔層(Ce02)的一連串的多層(YBCO/Ce02/YBCO)沉積在單晶MgO基體上，這種基體包括在傳統(tǒng)處理條件下釆用脈沖激光沉積法在MgO上沉積作為緩沖層的4太酸鍶層。約1.2pm總厚度的YBCO/Ce02中的每一個YBCO層約0.60nm。每個Ce02層厚度從約5nm到約50nm。在這些實施方案中的每一個方案中，釆用經(jīng)氧化4市建立起電接觸的多層結(jié)構(gòu)反面上的引線測量出Jc值。測量的J。顯示在表1中?？煽闯鲅趸嫳拥玫搅俗罴训腏c值。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>盡管本發(fā)明對具體細(xì)節(jié)進行了描述，目的不是為了使該細(xì)節(jié)被認(rèn)為對本發(fā)明范圍的限制，另有規(guī)定除外，在某種程度上它們包括在附加權(quán)利要求書中。權(quán)利要求1.一種制品，包括選自由單晶基體、無定形基體或多晶基體組成的組的基體，所述的基體在其上包括至少一個定向?qū)?；以及在至少一個定向?qū)由系亩鄬映瑢?dǎo)結(jié)構(gòu)，所述多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括至少兩層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料，每一層特征在于厚度從約100nm到1000nm，每一對所述高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層由導(dǎo)電金屬氧化物材料分隔開，這種導(dǎo)電金屬氧化物材料與所述高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料具有化學(xué)相容性和結(jié)構(gòu)相容性，所述金屬氧化物材料層特征在于厚度從3nm到約60nm，由此電接觸按照z-方向穿過多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)特征在于具有至少1.0微米的高溫超導(dǎo)材料層的總組合厚度并且Ic大于500安培/厘米寬度(A/cm-width)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述導(dǎo)電氧化物選自由氧化鈰、氧化4乙、4太酸鍶、二氧化鉿、氧化4乙摻雜的氧化鋯、氧化鎂、氧化鎳、氧化銪、氧化釤、釹銅氧化物、鎘銅氧化物和銪銅氧化物組成的組。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料為稀土鋇-銅氧化物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中導(dǎo)電氧化物具有厚度約5nm到約50nm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述基體為無定形基體或多晶基體并且來自所述至少兩層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料中的一層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料直接在所述基體上并且其厚度為約400nm到約800nm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中不直接在所述基體上的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材并牛具有厚度約100nm到約600nm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述導(dǎo)電金屬氧化物材料為氧化鈰。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括至少三層高溫超導(dǎo)材料，所述的每一層具有厚度從約100nm到約600nm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括至少四層高溫超導(dǎo)材料，所述的每一層具有厚度從約100nm到約600歸。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制品，其中所述導(dǎo)電金屬氧化物材料為氧化4市并且每一層的導(dǎo)電氧化4市具有厚度從約5nm到約50nm。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)特征在于具有至少約3.0微米的高溫超導(dǎo)材料的組合厚度并具有大于1000安培/厘米-寬度的Ie值。12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其中所述稀土鋇-銅氧化物為釔4貝銅fU匕物。13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制品，其中所述稀土鋇-銅氧化物為釔釤鋇銅氧4匕物。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述至少兩層高溫超導(dǎo)材料包括不同組分的稀土鋇-銅氧化物層。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述高溫超導(dǎo)材料層進一步包括釘扎孩i粒鋯酸鋇。16.4艮據(jù)權(quán)利要求12所述的制品，其中所述釔鋇銅氧化物進一步包括釘扎微粒。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制品，其中釘扎微粒為鋯酸鋇納米微粒。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制品，其中釘扎微粒為鋯酸鋇納米微粒。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述基體是單晶基體并且來自所述至少兩層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料中的一層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料直接在所述基體上并且具有厚度乂人約100認(rèn)到約600畫。20.—種制備高溫超導(dǎo)制品的方法，該高溫超導(dǎo)制品特^正在于具有至少1.0微米總組合厚度的高溫超導(dǎo)材料并具有大于500安培/厘米-寬度的Ic值，該制品包括來自單晶基體、無定形基體和多晶基體組中的基體，該基體在其上具有至少一個定向?qū)雍驮谥辽僖粋€定向?qū)由系亩鄬映瑢?dǎo)結(jié)構(gòu)，多層超導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括至少兩層的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料，每對所述高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層由具有與高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料化學(xué)相容性和結(jié)構(gòu)相容性的導(dǎo)電金屬氧化物材料層分隔開，這種方法包4舌在約74(TC到約765。C溫度下，將高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層沉積在所述基體的定向?qū)由?，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料具有約100nm到約1000nm的厚度；在約74(TC到約765t:溫度下，將導(dǎo)電金屬氧化物沉積在第一層HTS材料上，導(dǎo)電金屬氧化物具有約3nm到約100nm的厚度；在約740。C到約765。C溫度下，在導(dǎo)體金屬氧化物上隨后沉積一層高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料具有約lOOnm到約1000nm的厚度；和向隨后的HTS層上沉積至少另一對CeO和高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層，另一對的CeO層位于先前沉積的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料層和另一對的高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材料之間，在約74(TC到約765。C溫度下，高溫鋇-銅氧化物超導(dǎo)材并牛具有約100nm到約1000nm的厚度并且導(dǎo)電金屬氧化物具有約3nm到約100nm的厚度，由此，制成具有大于500安培/厘米-寬度Ic值的合成高溫超導(dǎo)制品，這個Ic值特征在于其好于在約77(TC或高于約77(TC溫度下沉積高溫鋇-銅氧4l:物超導(dǎo)材料和導(dǎo)體金屬氧化物得到的Ic值。全文摘要超導(dǎo)膜結(jié)構(gòu)的臨界電流容量的改進被公開并且該改進包括使用，例如，多層高溫鋇-銅氧化物結(jié)構(gòu)，每個高溫鋇-銅氧化物層由金屬氧化物材料薄層如CeO₂和類似物質(zhì)分隔開。文檔編號H01L39/24GK101238597SQ200680027694公開日2008年8月6日申請日期2006年7月24日優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日發(fā)明者斯蒂芬·R·弗泰恩,汪海燕,賈全喜申請人:洛斯阿拉莫斯國家安全股份有限公司