DE69017112T2

DE69017112T2 - Supraleitende Dünnschicht aus Oxid und Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: DE69017112T2
Application number: DE69017112T
Authority: DE
Inventors: Keizo Harada; Hideo Itozaki
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2010-07-25
Also published as: JPH0354116A; EP0410868A2; US5135906A; EP0410868B1; CA2021821A1; CA2021821C; EP0410868A3; DE69017112D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine supraleitende Dünnschicht aus Verbundoxid sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft sie eine verbesserte supraleitende Dünnschicht aus Bi-enthaltendem Verbundoxid, das auf einem Substrat aufgebracht ist sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Beschreibung des verwandten Gebietes

Werden Supraleiter in elektronischen Anordnungen oder dgl. eingesetzt, so ist es unerläßlich, Dünnschichten herzustellen. Dünnschichten aus Verbundoxiden, welche auf Einkristalloxid- Substraten, wie z.B. SrTiO&sub3;, MgO oder dgl. aufgebracht werden, weisen relativ hohe supraleitende Eigenschaften aus den folgenden Gründen auf:
Zum einen wird der schädliche Einfluß aufgrund von Diffusions- oder Migrationsvorgangen von Elementen des Substrats herabgesetzt, obwohl eine derartige Diffusion oder Migration von Substratelementen unvermeidbar ist, wenn Verbundoxide auf den Substraten abgeschieden werden.
Zum anderen ist es relativ einfach, in einer Vorzugsrichtung ausgerichtete Dünnschichten aus Polykristallen oder Einkristallen aus supraleitenden Verbundoxiden herzustellen, wenn diese Verbundoxide auf vorgegebenen Ebenen von Einkristall-Substraten, wie z.B. SrTiO&sub3;, MgO oder dgl. abgeschieden werden. Das sog. Epitaxie-Wachstum läßt sich dann besonders leicht durchführen, wenn die Dünnschichten aus Verbundoxiden auf Einkristall-Substraten, wie SrTiO&sub3;, MgO oder dgl., aufgebracht werden, so daß die supraleitenden, auf diesen Substraten aufgebrachten Dünnschichten Einkristalle oder Polykristalle bilden, mit einer sehr gut ausgerichteten Kristallstruktur, wodurch eine verbesserte Supraleitung erhalten wird. Auch die Anisotropie der supraleitenden Eigenschaft, welche derartigen supraleitenden Verbundoxiden innewohnt, läßt sich leicht steuern.
Die Schichtaufbringung derartiger supraleitender Oxide erfolgt üblicherweise durch die physikalische Dampfabscheidetechnik, beispielsweise das Zerstäuben, das Ionenplattieren oder durch die chemische Dampfabscheidetechnik, wie z.B. die MO-CVD.
Diese durch die bekannten Herstellungsverfahren erzeugten supraleitenden Dünnschichten aus Oxiden sind jedoch nur schwierig in elektronische Anordnungen einsetzbar, da ihre Oberflachen uneben sind. Derartige Oberflächenunebenheiten der supraleitenden Dünnschicht können durch den Einfluß der Oberflächenrauhigkeit des Substrat es hervorgerufen werden oder durch ungenügende Anpassung der Gitterkonstanten zwischen dem Substratkristall und dem supraleitenden Kristall.
Das heißt, daß die Oberfläche des aus Oxid bestehenden Einkristall-Substrats auf der Atomebene nicht eben ist. Selbst bei einem vollständigen Poliervorgang der Oberfläche des Einkristall-Substrats aus Oxid ist das mittels reflektierter, hochenergetischer Elektronen beobachtete Beugungsmuster, das durch das zugehörige Analysegerät (RHEED) geliefert wird, ein unregelmaßiges Muster, jedoch kein gleichmäßiges Muster, wie es bei Reflexionen an glatten Oberflächen erhalten wird. Die fehlende Übereinstimmung zwischen den Gitterkonstanten des Substrats und des supraleitenden Kristalls ist ein weiterer Grund für die Oberflächenunebenheit, wodurch eine Beanspruchung der Dünnschicht bei der Ausbildung zu einem frühen Schichtbildungszeitpunkt nachläßt mit zunehmender Dicke der Dünnschicht.
Das US-Patent No. 4.837,609 schlägt vor, eine Schicht aus W, Mo oder Ta zwischen der supraleitenden Verbundoxidschicht und einem Silizium Einkristall-Substrat anzuordnen.
Die japanische Offenlegungsschrift No. 63-239,840 schlagt vor, ein Kupfersubstrat zu oxidieren, um auf diesem eine Schicht aus CuO aufzubringen, um danach eine supraleitende Verbundoxidschicht auf der CuO-Schicht abzuscheiden.
Dieser Stand der Technik erwähnt jedoch nicht die erforderliche Oberflächenebenheit der supraleitenden Dünnschichten.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die bei den bekannten Verfahren auftretenden Probleme zu vermeiden und eine verbesserte supraleitende Dünnschicht aus Oxid mit einer glatten Oberfläche zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft eine supraleitende Dünnschicht aus Bi-enthaltendem Verbundoxid, das auf einem Substrat aufgebracht ist, wobei sie dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; zwischen der supraleitenden Dünnschicht und dem Substrat angeordnet ist.
Das Bi-enthaltende Verbundoxid kann jedes bekannte Wismut enthaltende Oxid sein. Beispielsweise kommen in Frage:
(1) Bi&sub2;Sr&sub2;Can-1CunOx
wobei n und x Zahlen sind, welche die Bereiche 1 ≤ n ≤ 6 und 6 ≤ x ≤ 16 erfüllen.
(2) Bi&sub4;(Sr1-x,Cax)mCunOp+y
wobei x,m,n,p und y Zahlen sind, welche die folgenden Bereiche erfüllen: 6 ≤ m ≤ 10, 4 ≤ n ≤ 8 0 < x < 1 und -2 ≤ y ≤ +2 und p = (6+m+n).
Tn diesen Gleichungen werden die folgenden Zusammensetzungen bevorzugt:
(i) 7 ≤ m ≤ 9, 5 ≤ n ≤ 7 0,4 < x < 0,6
(ii) 6 ≤ m ≤ 7, 4 ≤ n ≤ 5 0,2 < x < 0,4
(iii) 9 ≤ m ≤ 10, 7 ≤ n ≤ 8 0,5 < x < 0,7
(3) Bi2-yPbySr&sub2;Can-1CunOx
wobei y, n und x Zahlen sind, welche die folgenden Bereiche erfüllen
0.1 ≤ y ≤ 1, 1 ≤ n ≤ 6 und 6 ≤ x ≤ 16.
Diese Bi-enthaltenen Verbundoxide liegen vorteilhafterweise als Einkristall vor. Die Dicke der Bi enthaltenden Verbundoxide ist nicht auf einen speziellen Wert begrenzt, liegt jedoch in der Größenordnung von 10 nm (100 Å) bis 1 um.
Das Substrat ist vorzugsweise ein Einkristall-Substrat aus Oxid, wie z.B. MgO, SrTiO&sub3; und YSZ, um das Epitaxie-Wachstum der Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; und/oder der supraleitenden Dünnschicht zu erleichtern. Andere Substrate, welche für die vorliegende Erfindung in Frage kommen, bestehen aus Einkristallen von LaGaO&sub3;, NdGaO&sub3; und LaAlO&sub3;.
Die schichtbildende Ebene hängt von dem verwendeten Substrat ab. Im Falle von Einkristall-Substraten aus MgO und SrTiO&sub3; werden die {100}-Ebene sowie die {110}-Ebene bevorzugt verwendet.
Erfindungswesentlich ist, daß die aus Bi&sub2;O&sub3; bestehende Pufferschicht zwischen der supraleitenden Dünnschicht und dem Substrat angeordnet ist.
Die aus Bi&sub2;O&sub3; bestehende Pufferschicht ist vorzugsweise ein Einkristall. Die Dicke der Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; liegt vorzugsweise zwischen 10 Å und 1000 Å, insbesondere zwischen 10 Å und 100 Å. Beträgt die Dicke der Pufferschicht nicht mehr als 1 nm (10 Å), so wird der erfindungsgemaße Vorteil nicht erzielt. Beträgt hingegen die Dicke der Pufferschicht mehr als 100 nm (1000 Å), so wird die kristalline Ausrichtung des Bi&sub2;O&sub3; in der Dünnschicht gestört, wodurch die erhaltene supraleitende Dünnschicht negativ beeinflußt wird. Die beste kristalline Ausrichtung der Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; wird im Bereich einer Dicke zwischen 10 Å und 1000 Å erhalten, so daß in diesem Bereich der größtmögliche erfindungsgemäße Vorteil erzielt wird.
Die Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; gemäß der Erfindung wirkt dahingehend, daß Unebenheiten der Oberflächenrauhigkeit des Substrats ausgeglichen werden und daß die Unterschiede in den Gitterkonstanten der Kristalle zwischen dem Supraleiter aus Verbundoxid und dein Substrat egalisiert werden. Dies bedeutet, daß die supraleitende Dünnschicht aus Verbundoxid gemäß der Erfindung glatte Oberflächen aufweist, welche sich für den Einsatz in elektronischen Anordnungen eignet.
Die folgenden Vorteile werden gegenüber dem Stand der Technik erzielt:
(1) In Supraleitern aus Bi-enthaltenden Verbundoxiden mit langgestreckten Kristallstrukturen ist es bekannt, daß nur eine geringe oder verrringerte Diffusion oder Migration von Elementen zwischen den zu Ba-O benachbarten Schichten auftritt. Dies bedeutet, daß die dünne Schicht aus Bi&sub2;O&sub3;, welche unterhalb der Fläche des Bi- enthaltenden Verbundoxids angeordnet ist, die Stöchiometrie der supraleitenden Dünnschicht nicht verändert, aufgrund verringerter Diffusion oder Migration.
(2) Es ist relativ leicht ein Epitaxiewachstum der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; auf dem Einkristall-Substrat hervorzurufen. Die Oberfläche der auf dem Einkristall-Substrat abgeschiedenen Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; ist derart glatt, daß das Beugungsmuster, welches mit einem Beugungsmusteranalysegerät für hochreflektierende Elektronen (RHEED) erhalten wird, gleichmäßige Muster zeigt.
(3) Die Gitterkonstante des Bi&sub2;O&sub3;-Kristalls ist derjenigen des Bi-enthaltenden supraleitenden Oxids, wie z.B. Bi&sub2;Sr&sub2;Can-1CunOx oder dgl. sehr ähnlich, wodurch das Epitaxie-Wachstum des supraleitenden Bi-enthaltenden Oxids auf der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; erleichtert wird.
Sowohl die Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; als auch die Bi-enthaltende supraleitende Verbundoxidschicht können nach jedem der bekannten herkömmlichen Dünnschichtverfahren hergestellt werden einschließlich der physikalischen Dampfabscheidung, wie z.B. das Molekularstrahl-Epitaxiewachstum (MBE), das Zerstäuben, das Ionenstrahlen-Zerstäuben, das Ionenplattieren und die chemische Dampfabscheidung (CVD).
In der Praxis wird die Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; zuerst auf dem Substrat in einer Vakuumkammer aufgebracht, wonach die gewünschte Dünnschicht aus supraleitendem Bi-enthaltendem Verbundoxid auf der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; in der gleichen Vakuumkammer aufgebracht wird.
Da sowohl die Schicht aus Bi&sub2;O&sub3; als auch das Bi-enthaltende Verbundoxid Oxide sind, ist es erforderlich, zusätzlich zu den Metallelementen, aus denen das Bi-enthaltende Verbundoxid besteht, Sauerstoff während der Schichtausbildung beizufügen. Sauerstoffgas wird dabei direkt in die Nähe der Oberfläche des Substrates eingeleitet, während die Metallelemente in Form von Dämpfen aus Verdampfungsquellen zugeführt werden. Selbstverständlich können ein Oxid oder mehrere Oxide der Bestandteile des Bi-enthaltenden Verbundoxids direkt von den Verdampfungsquellen erhalten werden. Auch jegliche beliebige Kombination der bekannten Verfahren kann eingesetzt werden. Der Sauerstoff wird vorteilhafterweise mittels Mikrowellenstrahlung vor dem Einsatz aktiviert. Auch Ozon kann anstelle von Sauerstoff verwendet werden. Es ist auch möglich, aktivierten oder ionisierten Sauerstoff durch Erzeugung einer Plasmaentladung mittels Hochfrequenz in einer Vakuumkammer herzustellen.
Die Bedingungen zur Schichtausbildung der Bi-enthaltenden Verbundoxide sind bekannt und können im Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung finden. Im folgenden werden Beispiele gegeben für das Aufbringen dünner Pufferschichten aus Bi&sub2;O&sub3;, obne daß die vorliegende Erfindung darauf beschränkt ist.
Beispiele für die Bedingungen zur Schichtausbildung von Pufferschichten aus Bi&sub2;O&sub3;:
(1) Vakuum-Abscheideverfahren
Druck in der Kammer 6,66 x 10&supmin;²Pa(5 x 10&supmin;&sup4;Torr)
Substrattemperatur 550º C
Abscheiderate 0,1 nm/s (1 Å/sec)
Sauerstoffzufuhr 30 ml/min
Hochfrequenzleistung 200 W
(2) Zerstäubungsverfahren
Target Bi&sub2;O&sub3;
Substrattemperatur 600º C
Zerstäubungsgas Ar + O&sub2;
(O&sub2; ist 20 Vol-%)
6,66 Pa (5 x 10&supmin;² Torr)
Zerstäubungsrate 0,05 nm/s (0,5Å/sec)
Sauerstoffzufuhr 30 ml/min.
Die supraleitenden, erfindungsgemäßen Dünnschichten weisen sehr glatte Oberflächen auf und damit verbesserte supraleitende Eigenschaften, so daß sie vorzugsweise Anwendungen finden als Matisoo-Schaltelemente, Annaker-Speicher, Josephson-Anordnungen sowie eine Vielzahl von Sensoren oder supraleitende quanteninterferometrische Detektoren (SQUID) oder dgl..

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig.1 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbringen von Dünnschichten aus Bi&sub2;O&sub3; und aus supraleitenden Oxiden auf einem Substrat, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist und
Fig. 2 zeigt ein RHEED-Muster einer Dünnschicht aus Bi&sub2;Sr&sub2;Can-1CunOx, welche mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) in einem erfindungsgemäßen Beispiel aufgebracht wurde.
Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen beschrieben, ohne daß die Erfindung darauf begrenzt sei.

Beispiel 1

Eine erfindungsgemäße supraleitende Dünnschicht aus Verbundoxid bestehend aus Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox wurde auf der {100}-Ebene eines MgO-Einkristall-Substrats aufgebracht mittels der Molekularstrahl-Epitaxie (MBE)-Vorrichtung, die in Figur 1 dargestellt ist.
Die in Fig. 1 dargestellte MBE-Vorrichtung weist eine Kammer 1 auf, in welcher ein Hochvakuum herrscht sowie eine Vielzahl von Kunudsen-Zellen (K-Zellen) 2, deren jede die Temperatur einer Verdampfungsquelle 10 steuern kann, welche darin angeordnet ist, sowie eine Vielzahl von Verschlüssen 8, zur Steuerung der Verdampfungsquellen 10 hinsichtlich der abzugebenden Menge bzw. der Zeit, einen Substrathalter 3 mit einer Heizanordnung 4 zur Heizung eines Substrates 5 und eine Sauerstoffzufuhrgasleitung 6, durch welche Sauerstoffgas, welches durch eine Mikrowellenentladung angeregt ist, die wiederum von einer Mikrowellenquelle 7 stammt, zugeführt wird.
Zuerst wird eine Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; auf der {100}-Ebene eines MgO-Einkristall-Substrats unter den folgenden Bedingungen aufgebracht:
Dampfquelle elementares Bi
Temperatur der Dampfquelle 530º C
Substrattemperatur 600º C
Mikrowellenleistung 100 W
Abscheiderate 0,05nm/s (0,5 Å/sec)
O&sub2;-Partialdruck 6,66x10&supmin;&sup4;Pa (5 x 10&supmin;&sup6;Torr)
Dicke der Dünnschicht 4nm (40 Å)
Die erhaltene Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; wurde durch ein RHEED- Analysegerät beobachtet und zeigte ein gleichmäßiges Muster, aus welchem hervorgeht, daß die dünne Schicht aus Bi&sub2;O&sub3; eine epitaktisch gewachsene Schicht hervorragender Qualität darstellt.
Anschließend wurde eine Dünnschicht aus Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox auf der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; in der gleichen Vakuumkammer wie oben, unter den folgenden Bedingungen aufgebracht:
Dampfquellen und Temperaturen Bi (530º C)
Sr (900º C)
Ca (950º C)
Cu (1400º C)
Substrattemperatur 700º C
Abscheiderate 0,05 nm/s(0,5 Å/sec)
Leistung des Mikrowellengenerators 100 W
Sauerstoffpartialdruck 6,66x10&supmin;&sup4; Pa (5 x 10&supmin;&sup6;Torr)
Dicke 50 nm (500 Å)
Figur 2 zeigt ein Beugungsmuster der erhaltenen supraleitenden Dünnschicht mittels des RHEED-Analysegeräts. Das Beugungsmuster ist gleichmäßig und zeigt, daß die supraleitende Dünnschicht ein Einkristall mit einer glatten Oberfläche ist.
Zum Vergleich wurde eine weitere Dünnschicht aus Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox direkt auf der {100}-Ebene eines MgO-Substrats unter den gleichen Bedingungen wie oben aufgebracht, jedoch ohne die Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3;.
Die supraleitenden Eigenschaften der erhaltenen supraleitenden Dünnschichten gemäß der vorliegenden Erfindung sowie der Vergleichsbeispiele wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Kritische Temperatur (K) Erfindung Vergleichsmuster Temperatur, bei der kein Widerstand gemessen werden konnte Kritische Stromdichte (A/cm²) Temperatur des flüssigen Stickstoffs
Es wurde bestätigt, daß die supraleitende Dünnschicht aus Bi- enthaltendem Verbundoxid eine höhere kritische Temperatur und eine höhere kritische Stromdichte zeigte als diejenigen, die durch das Vergleichsbeispiel erzielbar waren.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde wiederholt mit den wie folgt modifizierten Bedingungen:
Zuerst wurde eine Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; auf der {100}-Ebene eines SrTiO&sub3;-Einkristall-Substrats unter den folgenden Bedingungen aufgebracht:
Dampfquelle elementares Bi
Temperatur der Dampfquelle 530º C
Substrattemperatur 600º C
Abscheiderate 0,05 nm/s (0,5 Å/sec)
Mikrowellenleistung 100 W
O&sub2;-Partialdruck 6,66x10&supmin;&sup4;Pa (5 x 10&supmin;&sup6;Torr)
Dicke der Dünnschicht 10 nm (100Å)
Die erhaltene Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; war eine epitaktisch gewachsene Schicht derselben hohen Qualität wie im Beispiel 1.
Danach wurde eine Dünnschicht aus Bi&sub2;Sr&sub2;Ca&sub2;Cu&sub3;Ox auf der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; in der gleichen Vakuumkammer wie oben unter den folgenden Bedingungen aufgebracht:
Dampfquellen und Temperaturen Bi (530º C)
Sr (600º C)
Ca (650º C)
Cu (1180º C)
Substrattemperatur 700º C
Abscheiderate 0,05 nm (0,5 Å/sec)
Mikrowellenleistung 100 w
Sauerstoffpartialdruck 10.66 x 10&supmin;&sup4; Pa(8x10&supmin;&sup6;Torr)
Dicke 100 nm/(1000 Å)
Die erhaltene supraleitende Dünnschicht war eine sehr glatte Schicht mit einem gleichmäßigen langgestreckten Muster.
Die kritische Temperatur (Tc) und die kritische Stromdichte (Jc) wurden wie folgt gemessen:
Tc: 108 K
Jc: 4,3 x 10&sup6; A/cm² (bei 77 K)

Claims

1. Supraleitende Dünnschicht aus Bi-enthaltendem Verbundoxid, das auf einem Substrat aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; zwischen der supraleitenden Dünnschicht und dem Substrat angeordnet ist.

2. Supraleitende Dünnschicht nach Anspruch 1, bei der die Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; eine Dicke zwischen 1 nm und 100 nm (10Å und 1000Å) aufweist.

3. Supraleitende Dünnschicht nach Anspruch 2, bei der die Pufferschicht aus Bi&sub2;O&sub3; eine Dicke zwischen 1 nm und 10 nm (10Å und 100Å) aufweist.

4. Supraleitende Dünnschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die supraleitende Dünnschicht aus Bi- enthaltendem Verbundoxid eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende Formel dargestellt wird:

Bi&sub4;(Sr1-x,Cax)mCunOp+y

wobei x, m, n, p und y Zahlen sind, welche die entsprechenden Bereiche erfüllen 6 ≤ m ≤ 10, 4 ≤ n ≤ 8, 0 < x < 1, -2 ≤ y ≤ +2, bzw. p=(6+m+n).

5. Supraleitende Dünnschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Substrat ein Oxid-Einkristall ist.

6. Supraleitende Dünnscbicht nach Anspruch 4, bei der das Substrat ein Einkristall aus einem Oxid ist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend MgO, SrTiO&sub3; und YSZ.

7. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Dünnschicht aus Bi-enthaltendem Verbundoxid, das auf einem Substrat aufgebracht ist, umfassend die Ausbildung der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; auf dem Substrat in einer Vakuumkammer durch ein Abscheideverfahren und anschließendes Ausbilden der supraleitenden Dünnschicht aus dem Bi-enthaltendem Verbundoxid auf der Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; in der gleichen Vakuumkammer durch ein Abscheideverfahren.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem das Abscheideverfahren ein Vakuum-Abscheideverfahren ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die die Bestandteile des Bi-enthaltenden Verbundoxid bildenden Elemente aus Dampfquellen verdampft werden, während Sauerstoff direkt in der Nähe des Substrates zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Dünnschicht aus Bi&sub2;O&sub3; eine Dicke zwischen 1 nm und 100 nm (10Å und 1000Å) aufweist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die supraleitende Dünnschicht aus dem Bi-enthaltendem Verbundoxid eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende Formel dargestellt wird:

Bi&sub4;(Sr1-x,Cax)mCunOp+y

wobei x, m, n, p und y Zahlen sind, welche die entsprechenden Bereiche erfüllen 6 ≤ m ≤ 10, 4 ≤ n ≤ 8, 0 < x < 1 und -2 ≤ y ≤ +2, bzw. p=(6+m+n).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem das Substrat ein Oxid-Einkristall ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Substrat ein Einkristall aus einem Oxid ist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend MgO, SrTiO&sub3; und YSZ.