离子束辅助沉积（IBAD）技术是指在物理气相沉积薄膜的同时，使用较低能量（一般为数百eV）的离子束对薄膜进行辅助轰击，从而起到有效提高薄膜沉积质量的作用，例如改善薄膜的晶化程度、提高薄膜与基底的结合能力、优化薄膜织构等。IBAD示意图如图2.3所示。在二代超导材料制备过程中，只要是通过IBAD技术引入双轴织构，1991年，日本Fujikura公司的Y.Iijima等人开始使用IBAD技术制备YBCO涂层导体，正是这一进展开辟了制备具有双轴织构的涂层导体的研究领域，首次解决了在无双轴织构的金属基底上制备高性能的YBCO薄膜的问题。

IBAD技术的优点是对金属基带材料的选择没有特殊的要求，可以使用镍基合金、不锈钢作为基带，而且它对基带的织构也没有要求。但IBAD技术的使用需要高真空环境，因此具有设备复杂、价格昂贵的缺点。目前，能够通过IBAD技术沉积来获得双轴织构的氧化物材料有：YSZ（氧化钇稳定氧化锆）、GZO（Gd₂Zr₂O₇）、MgO。由于YSZ的厚度需要达到μm以上才能产生，这不利于生产速率的提高，现在已经基本被淘汰。使用GZO的主要是日本的一些公司或研究单位，如Fujikura。GZO只需要YSZ的一半厚度就能产生双轴织构，但相比于MgO只需10nm左右就能产生织构，在生产速率方面还是处于劣势。

轧制辅助双轴织构基带（RABiTS）技术的原理是：金属在定向轧制和热处理的过程中，晶体会产生择优取向，称为加工织构和再结晶织构。为了能够外延生长YBCO薄膜，金属基带必须要选择具有与YBCO接近的晶格常数的材料，这就在很大程度上限制了金属基带材料的可选范围。基于纯镍易于变形、具有较强抗氧化能力、其他性能（如晶体学、物理及化学性质）较为符合等特点，镍及其合金成为采用RABiTS技术制备YBCO涂层导体的基带的主要材料。1996年，美国Oak Ridge国家实验室的A.Goyal等人[32]最早使用RABiTS技术制备了YBCO涂层导体。目前，使用的比较广泛的RABiTS基带主要是Ni-5at% W合金基带。

图2.3　IBAD示意图(www.daowen.com)

目前IBAD技术路线和RABiTS技术路线中最常用的金属基带分别是Hastel-loy C276和Ni-5at%W这两种镍基合金。Hastelloy C276在机械性能、抗氧化、抗腐蚀、与超导层的热膨胀系数匹配方面优于Ni-5at% W，而且Hastelloy C276没有磁性、不要求有织构，价格远低于Ni-5at%W基带。因此，对比于RABiTS，IBAD在基带选择方面的优势很明显。在前面曾提过，过渡层有一个作用是阻隔金属基带和超导层之间元素的扩散，而在这方面，非晶薄膜的阻隔能力远强于普通多晶薄膜。因此，如果使用IBAD技术路线，可以在引入双轴织构之前先在基带上沉积一层非晶薄膜，而反观RABiTS技术路线，它的过渡层必须是双轴织构的，所以要达到同样地阻隔效果，RABiTS过渡层的厚度通常要大于IBAD的，这就降低了生产速率。IBAD技术在许多方面比RABiTS有优势，目前是大多数研发单位的首要选择，而且使用IBAD技术路线的研发机构的产品也是处于领先地位，如日本的Fujikura和美国的SuperPower。

目前，在世界范围内广泛用于制备超导层的工艺方法主要有脉冲激光沉积（PLD）、金属有机盐溶液沉积（MOD）、金属有机盐化学气相沉积（MOCVD）、电子束共蒸发这几种：脉冲激光沉积（PLD）使用激光照射YBCO陶瓷靶材，当入射激光能量超过一定阈值时，靶的各组成元素具有相同的脱出率，在空间具有相同的分布，因而可以保证在基底上沉积的薄膜的成分与靶材的成分一致[33]。

金属有机盐溶液沉积法（MOD）是使用含有Y、Ba、Cu的有机盐按一定的比例配制成胶状溶液，然后涂覆于基底上，再经过热处理等步骤制备YBCO薄膜的方法。目前，为了避免在YBCO薄膜中引入杂相，一般使用金属三氟乙酸盐（Metal Trifluoroacetates）作为前驱母料，所以这种改进的MOD方法也称为TFA_-MOD法（三氟乙酸有机盐溶液沉积法）。TFA-MOD法日渐成熟，已能制备出较高质量的YBCO涂层导体^[34]。

金属有机化学气相沉积法（MOCVD）是一种适合大规模生产的工业化制膜方法^[35]。MOCVD法制备YBCO薄膜的过程是将元素Y、Ba、Cu的有机盐（如四甲基庚二醇盐）混合溶入有机溶剂（如二甘醇二甲醚，二甲苯）中，然后将溶液输入带式蒸发器，由蒸发器将溶剂和有机盐类分开，溶剂冷凝重复使用，而有机盐呈气相进入反应腔体内沉积在基底上反应得到YBCO薄膜。此方法的优点有生产能力大，利于批量生产。