DE69511743T2

DE69511743T2 - Verfahren zur Herstellung eines einkristallinen dunnen Filmes

Info

Publication number: DE69511743T2
Application number: DE69511743T
Authority: DE
Inventors: Kousou Fujino; Tsukushi Hara; Noriki Hayashi; Hideo Ishii; Shigeru Okuda; Noriyuki Yoshida
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1994-02-25
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2015-02-25
Also published as: EP0669411B1; EP0669411A3; EP0669411A2; CA2143265C; CA2143265A1; DE69511743D1; JPH07291626A; JP3623001B2; US5607899A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablagern eines Materials mit hoher Einkristallinität auf einem polykristallinen oder amorphen Material und insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Ausbilden eines einkristallinen dünnen Oxidfilms auf einem Material wie zum Beispiel einem Metallband. In der ganzen Spezifikation bezeichnet der Ausdruck "einkristallin" einen Zustand, der von Kristallen mit spezifischen Orientierungen dominiert wird, nicht nur in Beziehung auf einen Einkristall, der aus einer spezifischen Orientierung besteht, sondern auch in Bezug auf einen kristallinen Festkörper, der aus einer Mischung von Kristallen mit verschiedenen Orientierungen gebildet ist und der von Kristallen mit spezifischen Orientierungen dominiert wird.

Beschreibung des Stands der Technik

Um ein Substrat, das aus einem spezifischen Material besteht, mit einem einkristallinen dünnen Film, der aus einem anderen Material besteht, zu versehen, wird im allgemeinen ein einkristallines Substrat verwendet, das eine Gitterkonstante besitzt, die nahe bei jener des Materials für den auszubildenden dünnen Film liegt. Dann wird der einkristalline dünne Film auf dem einkristallinen Substrat mittels Vakuumbeschichten, CVD (chemische Abscheidung aus der Gasphase), Laserbeschichten oder dergleichen aufgewachsen. Diese Technik ist allgemein als heteroepitaktisches Aufwachsen bekannt.
In dem Gebiet einer Technik zum Ausbilden eines dünnen Films aus einem Oxidsupraleiter ist ebenfalls eine Technik des heteroepitaktischen Aufwachsens eines Oxidsupraleiters bekannt, insbesondere eines keramischen Supraleiters auf der Grundlage von Yttrium auf einem einkristallinen Substrat. In Bezug auf diese Technik wird insbesondere Laserbeschichten beachtet und energetisch studiert. Zum Beispiel ist es möglich, mittels Laserablation einen oxidischen Supraleiter auf der Grundlage von Yttrium, der eine exzellente Kristallorientierung zeigt, auf einen MgO-Einkristall epitaktisch aufzuwachsen.
Um einen einkristallinen dünnen Film mit erwünschten Abmessungen, Gestalt und Länge, auszubilden, ist es andererseits erforderlich, ein polykristallines Substrat zu verwenden, das einfach zu erhalten ist. Dies liegt daran, daß es fast unmöglich ist, ein langes bandförmiges einkristallines Substrat zum Ausbilden eines langen Kabelverlaufs mittels eines einkristallinen dünnen Films herzustellen. Jedoch ist es schwierig, einen Film auszubilden, der eine spezifische Kristallorientierung auf einem polykristallinen Grundmaterial stark orientiert.
In den letzten Jahren ist ein Versuch unternommen worden, um einen supraleitenden Draht durch Ausbilden eines Oxidsupraleiters auf einem Grundmaterial aus einem flexiblen langen Band herzustellen. Das Grundmaterial für den Draht wird im allgemeinen aus einem Metall hergestellt, das im allgemeinen eine polykristalline Substanz ist. Wenn ein dünner Oxidfilm auf solch einem Grundmaterial mittels Laserbeschichten oder reaktivem Beschichten ausgebildet wird, befindet sich der dünne Film im allgemeinen in einem polykristallinen Zustand mit zufälligen Orientierungen oder in einem amorphen Zustand. Selbst wenn der dünne Film natürliche Orientierungen besitzt, orientieren Kristalle, die den dünnen Film bilden, spezifische Kristallachsen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials, während Kristallachsen kaum parallel zu der Oberfläche orientiert werden. Ebenfalls sind, wenn ein oxidischer Supraleiterfilm auf einem polykristallinen Substrat aus MgO, SrTiO&sub3; oder ZrO&sub2; ausgebildet wird, die Orientierungen der Kristallebenen in dem Film, wie er gebildet wird, unregelmäßig. Da ein supraleitender Strom durch Korngrenzen behindert wird, kann ein dünner Film, der mittels einer konventionellen Technik auf einer polykristallinen Substanz ausgebildet ist, keine hinreichende Supraleitfähigkeit erreichen.
Um solch einen Nachteil zu überwinden, ist vor kurzem ein Verfahren berichtet worden, das Laserbeschichten und Ionenstrahlanwendung kombiniert (siehe Proceedings for 49th Teionkougaku-Choudendou Gakkai (Meeting on Cryogenics and Superconductivity), Frühjahr 1993, Seite 134). Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird, gemäß diesem Verfahren, eine Zwischenschicht aus yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid (YSZ) auf einem Hastelloy-C276-Band 71 in einer Laserbeschichtungsvorrichtung, die Ionenstrahlanwendung ausführt, ausgebildet. In diesem Verfahren wird ein YSZ-Target 72 mit einem Laserstrahl 73 zum Beschichten bestrahlt, während das Band 71 mit einem Kr&spplus;-Ionenstrahl 74 aus einer vorbestimmten Richtung bestrahlt wird, um die Kristalle, wie sie aufgewachsen werden, gewaltsam zu ordnen. Diese Literatur berichtet, daß es mittels dieses Verfahrens möglich gewesen ist, eine YSZ-Schicht mit Kristallachsen auszubilden, die in einer Ebene parallel zu dem Substrat geordnet sind.
Jedoch erfordert dieses Verfahren eine Ionenstrahlkanone, und daher sind sowohl die Vorrichtung als auch das Verfahren für die Beschichtung bzw. Ablagerung kompliziert. Weiterhin ist es schwierig, die Einheit kontinuierlich für eine lange Zeit mittels dieses Verfahrens stabil anzusteuern.
Im Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, Regular Papers Short Notes & Review, Vol. 31 (1992), Seiten 2971 bis 2974, ist ein Verfahren zum Ausbilden eines Films, der c-Achsen-orientiert ist, mittels Laserablation, worin das Substrat in Bezug auf das Target geneigt wird, offenbart.
In EP 581254 werden orientierte supraleitende Oxidfilme mittels Aufwachsen durch Masken hindurch erhalten.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neuartiges Verfahren bereitzustellen, das einen Film, bei dem spezifische Kristallachsen stark orientiert bzw. ausgerichtet sind, auf einer Oberfläche eines polykristallinen oder amorphen Grundmaterials ablagern kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dünnen Film in einer einfacheren Vorrichtung durch einen einfacheren Prozeß auf einer Oberfläche eines polykristallinen oder amorphen Grundmaterials abzulagern, bei dem spezifische Kristallachsen stark orientiert bzw. ausgerichtet sind.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das in einer einfacheren Vorrichtung durch einen einfacheren Prozeß eine Zwischenschicht und eine supraleitende Schicht, bei der spezifische Kristallachsen stark orientiert bzw. ausgerichtet sind, auf einer Oberfläche eines polykristallinen oder amorphen Grundmaterials ablagern kann.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, einen dünnen Film gemäß den Verfahren, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 16 beschrieben sind, auszubilden. Die Oberfläche des Grundmaterials besteht im wesentlichen aus einem polykristallinen oder amorphen Material. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden spezifische Bedingungen zum Ausbilden des dünnen Films hergestellt. Die spezifischen Bedingungen sind jene, die einen Film ausbilden können, bei dem eine erste spezifische Kristallachse im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert wird, in solch einer Anordnung, daß die Oberfläche des Targets, die mit dem Laserstrahl bestrahlt wird, und die Oberfläche des Grundmaterials im wesentlichen parallel zueinander sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Film auf der Oberfläche eines Grundmaterials abgelagert, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Oberfläche des Targets geneigt ist, unter den spezifischen Bedingungen. Die Oberfläche des Grundmaterials wird so in einem vorbestimmten Winkel geneigt, daß ein einkristalliner Film auf der Oberfläche des Grundmaterials durch Tendenzen des Orientierens der ersten spezifischen Kristallachse in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Targets ist, und des Orientierens einer zweiten spezifischen Kristallachse in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials ist, in dem Film, wie er abgelagert wird, ausgebildet wird. Aufgrund dieser Tendenzen ist es möglich, eine spezifische Achse ebenfalls in einer Richtung zu orientieren, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials ist.
Die Erfinder haben entdeckt, daß es möglich ist, eine spezifische Kristallachse ebenfalls in einer Richtung auszurichten bzw. zu orientieren, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials ist, indem man die Oberfläche des Grundmaterials unter den vorerwähnten spezifischen Filmausbildungsbedingungen einfach in einem vorbe stimmten Winkel in Bezug auf die Oberfläche des Targets neigt bzw. verkippt. Die spezifischen Bedingungen umfassen die Art des Gases, den Gasdruck und die Temperatur des für die Laserablation verwendeten Substrates. Die Filmausbildungsbedingungen variieren mit dem Material für den abzulagernden Film, den Kristallachsen des abzulagernden Filmes, dem Material für das Substrat für die Ablagerung, und dergleichen. Während es möglich sein kann, einen Film aus einem bestimmten Material durch ein Gas von einer bestimmten Art auszubilden, bei einem bestimmten Gasdruck und bei einer bestimmten Substrattemperatur, zum Beispiel, ist ein Gas von einer anderen Art, ein anderer Gasdruck oder eine andere Substrattemperatur zum Ausbilden eines Films aus einem anderen Material erforderlich. Während es möglich sein kann, einen Film aus einem bestimmten Material, der eine spezifische Kristallachse orientiert, durch ein Gas von einer bestimmten Art, bei einem bestimmten Gasdruck und bei einer bestimmten Substrattemperatur, abzulagern, ist weiter ein anderer Gasdruck oder eine andere Substrattemperatur zum Orientieren einer anderen Kristallachse durch dasselbe Material erforderlich. Auf jeden Fall ist es jedoch möglich, einen einkristallinen Film auf der Oberfläche eines Grundmaterials durch die vorerwähnten Tendenzen des Orientierens der ersten spezifischen Kristallachse und des Orientierens der zweiten spezifischen Kristallachse im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials auszubilden, indem man einfach die Oberfläche des Grundmaterials in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Oberfläche des Targets neigt, und indem man die Bedingungen verwendet, die einen Film ausbilden können, bei dem eine spezifische Kristallachse im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, in solch einer Anordnung, daß die Oberfläche des Targets und die Oberfläche des Grundmaterials im wesentlichen parallel zueinander sind. Es ist ebenfalls möglich, eine spezifische Kristallachse in einer Ebene zu orientieren, die parallel zu der Oberfläche des Substrates ist. Die Neigung der Ober fläche des Grundmaterials kann in dem Bereich des Winkels eingestellt werden, der von der ersten und zweiten Kristallachse gebildet wird, ±20º, zum Beispiel.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zum Ausbilden einer Zwischenschicht und einer oxidischen Supraleiterschicht auf einer Oberfläche eines polykristallinen oder amorphen Grundmaterials mittels Laserablation bereit. In diesem Verfahren werden ebenfalls spezifische Bedingungen hergestellt, die einen Film ausbilden können, bei dem eine erste spezifische Kristallachse im wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche eines Grundmaterials orientiert ist, in solch einer Anordnung, daß eine Oberfläche des Targets, die mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials ist. Die Oberfläche des Grundmaterials wird in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Oberfläche des Targets geneigt, so daß unter den spezifischen Bedingungen ein erster Film auf der geneigten Oberfläche des Grundmaterials abgelagert wird. Dann wird ein zweiter Film, der im wesentlichen aus einem oxidischen Supraleiter besteht, auf dem ersten Film abgelagert. Der einkristalline erste Film wird auf der Oberfläche des Grundmaterials durch die Tendenzen des Orientierens einer ersten spezifischen Kristallachse in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Targets ist, und des Orientierens einer zweiten spezifischen Kristallachse in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials ist, mittels Neigen der Oberfläche des Grundmaterials in einem vorbestimmten Winkel, wie hier beschrieben, ausgebildet. Aufgrund dieser Tendenzen ist es weiter möglich, eine spezifische Kristallachse ebenfalls in einer Richtung zu orientieren, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials in dem ersten Film ist. Der zweite Film wird epitaktisch gemäß der Kristallstruktur des ersten Film aufgewachsen. Dieser Prozeß kann auf die Her stellung eines oxidischen supraleitenden Drahtes oder eines oxidischen supraleitenden Elements angewendet werden.
Weiterhin ist es möglich, die vorliegende Erfindung auf die Ausbildung eines oxidischen supraleitenden Filmes auf der Grundlage von Yttrium selbst anzuwenden, indem man eine Bedingung verwendet, bei der das Grundmaterial nicht mit dem oxidischen Supraleiter reagiert, oder indem man ein Grundmaterial verwendet, das mit einer Antireaktionsschicht versehen ist. In diesem Fall wird, zum Beispiel, ein polykristallines Grundmaterial, das auf seiner Oberfläche mit einer Antireaktionsschicht aus amorphem yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid (YSZ) versehen ist, als das Grundmaterial verwendet. Dann werden die Bedingungen hergestellt, die einen oxidischen supraleitenden Film auf der Basis von Yttrium ausbilden können, bei dem < 103> oder < 013> im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials als die erste spezifische Kristallachse orientiert ist. Dann wird die Oberfläche des Grundmaterials in einem vorbestimmten. Winkel geneigt, um einen Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium unter den vorerwähnten Bedingungen auszubilden, wodurch eine < 001> -Achse senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials als die zweite spezifische Kristallachse orientiert wird, und wodurch < 100> oder < 010> im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert wird.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlicher werden, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1, die (a) und (b) umfaßt, ist eine schematische Modellzeichnung zum Veranschaulichen eines beispielhaften Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2, die (a) und (b) umfaßt, ist eine schematische Modellzeichnung zum Veranschaulichen eines weiteren beispielhaften Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3, die (a) und (b) umfaßt, ist eine schematische Zeichnung zum Veranschaulichen noch eines weiteren beispielhaften Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ist eine schematische Modellzeichnung, die einen Prozeß des Ausbildens eines einkristallinen dünnen Films auf einem bandförmigen Grundmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 5 ist eine schematische Modellzeichnung, die die Technik nach dem Stand der Technik zeigt, die sowohl die Ionenstrahlanwendung als auch Laserbeschichtung verwendet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1(a) veranschaulicht eine Laserablation, die am allgemeinsten verwendet wird. Ein Substrat 11 ist parallel zu einem Target 12 angeordnet. Das Target 12 wird mit einem Laserstrahl 13 bestrahlt, so daß ein Plasma 14 (eine Säule bzw. Plume genannt) in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche 12a des Targets, wie in Fig. 1(a) gezeigt, erzeugt wird, unabhängig von dem Einfallswinkel des Laserstrahls 13. Somit treffen Teilchen, die in dem Plasma 14 enthalten sind, im wesentlichen senkrecht auf dem Substrat 11 auf und werden darauf abgelagert.
In dieser Anordnung wird die Kristallachse, die in einer Richtung senkrecht zu dem Substrat 11 orientiert wird, mit der Temperatur des Substrates, der Art und dem Druck des Atmosphärengases, wie es verwendet wird, der Filmausbildungsgeschwindigkeit und dergleichen variiert. Wenn die spezifischen Bedingungen ausgewählt sind, wird jedoch eine bestimmte Achse senkrecht zu dem Substrat 11 orientiert. Andererseits sind in einer Richtung parallel zu der Oberfläche 11a des Substrates alle Bedingungen isotrop, und daher besitzen die abgelagerten Kristalle zufällige Orientierungen in Bezug auf die Richtung in der Oberfläche ha des Substrates.
In der in Fig. 1(a) gezeigten Anordnung sind die Bedingungen wie zum Beispiel die Substrattemperatur, der Gasdruck etc. so bestimmt, daß eine Kristallachse eines kubischen Oxids dazu tendiert, sich senkrecht zu der Oberfläche 11a des Substrates zu orientieren. Dann wird das Substrat 11 für die Laserbeschichtung unter diesen Bedingungen, wie in Fig. 1(b) gezeigt, geneigt. Wenn die Neigung θ beispielsweise 55º beträgt, tendiert eine < 001> -Achse dazu, sich senkrecht zu der Oberfläche 11a des Substrates zu orientieren. Unter diesen Bedingungen tendiert weiter eine < 111> -Achse dazu, sich in der Streurichtung der Teilchen zu orientieren, d. h., in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche 12a des Targets ist. Gemäß diesen Tendenzen wird eine < 110> -Achse stark geordnet in einer Ebene parallel zu der Oberfläche 11a des Substrates orientiert. Folglich erhält man einen einkristallinen Film. Die Neigung von 55º ist im wesentlichen gleich dem Winkel, der von der < 111> -Achse und der < 100> - oder < 001> -Achse gebildet wird.
Eine ähnliche Aktion wird ebenfalls unter Bedingungen zum Orientieren einer anderen Kristallachse senkrecht zu einer Oberfläche des Substrates bewirkt. Wie in Fig. 2(a) zu sehen ist, wird, wenn Filmausbildungsbedingungen zum Orientieren einer < 100> -Achse senkrecht zu einem Substrat 21 verwendet werden, in einer parallelen Anordnung des Substrates 21 und eines Targets 12, beispielsweise, ein Film, der eine < 111> -Achse in einer Ebene, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Substrates ist, stark orientiert, auf dem Substrat 21 abgelagert, das in einem Winkel von 55º geneigt ist, wie in Fig. 2(b) gezeigt. In diesem Fall ist die Achsenbeziehung in Bezug auf den vorerwähnten Fall invertiert.
Weiterhin, wie in Fig. 3(a) gezeigt, ist es möglich, Filmausbildungsbedingungen zum Orientieren einer < 110> - Achse senkrecht zu einer Oberfläche 31a eines Substrates von einem Substrat 31 in paralleler Anordnung des Substrates 31 und eines Targets 32 zu verwenden. Wenn eine Laserbeschichtung unter den Filmausbildungsbedingungen auf dem Substrat 31, das in einem Winkel von 45º geneigt ist, durchgeführt wird, wird eine < 100> -Achse geordnet in einer Ebene orientiert, die im wesentlichen parallel zu der Oberfläche 31a des Substrates ist, durch Tendenzen des starken Orientierens der < 110> -Achse und des Orientierens einer < 010> -Achse senkrecht zu dem Substrat 31. Die Neigung von 45º ist ein Winkel, der von der < 100> - oder < 010> -Achse und der < 110> -Achse gebildet wird.
Wie hier beschrieben wurde, ist es möglich, eine spezifische Kristallachse insbesondere in einer Richtung parallel zu der Oberfläche eines Substrates durch Neigen des Substrates in einem. Winkel zu orientieren, der gemäß der Beziehung zwischen den zwei Kristallachsen eingestellt wird. Wie man sich denken kann, wird diese Orientierung durch Tendenzen des Orientierens der spezifischen Kristallachse in der Streurichtung der Teilchen der Säule bzw. Plume und des spontanen Orientierens einer anderen spezifischen Achse in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials ermöglicht. Um einen Film aus einer spezifischen Kristallform abzulagern, werden Filmausbildungsbedin gungen zum Orientieren einer Kristallachse in der spezifischen Kristallform in der Streurichtung der Säulenteilchen bzw. Plumeteilchen verwendet, d. h. der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Targets, und um das Substrat in einem Winkel zu neigen, der von einer anderen Kristallachse in der spezifischen Kristallform und der vorerwähnten Kristallachse gebildet wird, in Bezug auf die Oberfläche des Targets.
Wie hier beschrieben wurde, wird das Substrat vorteilhafterweise in einem Winkel geneigt, der von den zwei Kristallachsen gebildet wird. Es ist jedoch ebenfalls möglich, einen einkristallinen Film durch Verwenden eines Winkels auszubilden, der von dem vorerwähnten Winkel leicht verschoben ist bzw. abweicht. Wenn beispielsweise Filmausbildungsbedingungen verwendet werden, die in der Lage sind, eine < 111> -Achse zu orientieren, ist es möglich, einen kubischen Film, bei dem eine < 100> -Achse orientiert ist, mittels Laser auf einer Substratoberfläche abzulagern, die in einem Winkel in dem Bereich von 40º bis 70º geneigt ist. Wenn andererseits Filmausbildungsbedingungen verwendet werden, die in der Lage sind, eine < 100> -Achse zu orientieren, ist es möglich, einen kubischen Film, bei dem eine < 111> - Achse orientiert ist, auf einer Substratoberfläche abzulagern, die in einem Winkel in dem Bereich von 45º bis 70º geneigt ist. Weiterhin, wenn Filmausbildungsbedingungen verwendet werden, die in der Lage sind, eine < 110> -Achse zu orientieren, ist es möglich, einen kubischen Film, bei dem eine < 100> -Achse orientiert ist, durch Neigen der Substratoberfläche in einem Winkel in dem Bereich von 30º bis 70º zu erhalten. Andererseits ist es ebenfalls möglich, einen kubischen Film, bei dem eine < 110> -Achse orientiert ist, durch Verwenden von. Filmausbildungsbedingungen zum Orientieren einer < 100> -Achse auszubilden. Zu dieser Zeit kann das Substrat in einem Winkel in dem Bereich von 30º bis 70º geneigt sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der dünne Film auf Grundmaterialien aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Abmessungen und Gestalten ausgebildet werden. Das Grundmaterial kann aus einem einzelnen Material oder einem Mischmaterial bestehen. Es ist ebenfalls möglich, ein Grundmaterial zu verwenden, das durch Beschichten der Oberfläche eines spezifischen Materials hergestellt wurde.
Ein Metallband wird vorteilhafterweise als Grundmaterial verwendet. Ein vorteilhaftes Metall kann aus Hastelloy, rostfreiem Stahl, Nickel oder dergleichen hergestellt werden. Um einen dünnen Film auf einem langen Metallband auszubilden, ist es möglich, die Laserbeschichtung durchzuführen während das Grundmaterial entlang seiner Längsrichtung bewegt wird. Wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, kann ein Band 41 bewegt werden während das Band 41 teilweise mit Masken 40 bedeckt wird, um das Band 41 kontinuierlich einer Säule bzw. Plume 44 auszusetzen. Zu dieser Zeit ist eine Oberfläche 41a des Bandes in einem vorbestimmten Winkel θ in Bezug auf eine Oberfläche eines Targets 42 geneigt. Teilchen, die durch Bestrahlen des Targets 42 mit einem Laserstrahl 43 erzeugt werden, werden auf dem Band 41 abgelagert während es sich bewegt. Zu dieser Zeit ist es ebenfalls möglich, das Band 41 von einem ersten Spulenkörper zum Durchführen der Laserbeschichtung abzuspulen während dasselbe auf einem zweiten Spulenkörper aufgewickelt wird.
Ein Excimer-Laser wird vorteilhafterweise für die Laserablation verwendet. Der Excimer-Laser wird vorteilhafterweise aus einem KrF-Excimer-Laser von 248 nm Wellenlänge oder einem ArF-Excimer-Laser von 193 nm Wellenlänge hergestellt. Das Target, das als ein Material für den dünnen Film dient, kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Ein Oxid, das eine kubische Form darstellen kann, insbesondere ein Metalloxid, wird in der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise als das Target verwendet.
Um schließlich einen oxidischen Supraleiterfilm auf einem Grundmaterial auszubilden, ist es vorteilhaft, das Grundmaterial mit einem Film zu beschichten, der inaktiv in Bezug auf den Supraleiter ist, so daß das Element, das das Grundmaterial bildet, nicht mit dem oxidischen Supraleiter reagiert. Solch ein Film kann im wesentlichen aus yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid, Ceroxid, oder Magnesiumoxid, zum Beispiel, bestehen. Ein Film, der im wesentlichen aus solch einem Material besteht, kann ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden. In diesem Fall besteht das Target aus diesem Material. Wenn ein einkristalliner Film in Bezug auf dieses Material ausgebildet wird, kann ein oxidischer Supraleiterfilm epitaktisch darauf aufgewachsen werden.
Andererseits kann ein Oxidsupraleiter direkt auf einem Grundmaterial abgelagert werden, indem man Bedingungen verwendet, die keine Reaktion zwischen dem Grundmaterial und dem oxidischen Supraleiter erlauben oder indem man auf dem Grundmaterial eine Antireaktionsschicht bereitstellt. Der Oxidsupraleiter wird vorteilhafterweise aus einem Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium wie zum Beispiel YBa&sub2;Cu&sub3;Ox hergestellt. Wenn solch ein Supraleiter auf der Grundlage von Yttrium gemäß der vorliegenden Erfindung abgelagert wird, ist es möglich, Bedingungen zu verwenden, die in der Lage sind, einen Film auszubilden, bei dem eine < 103> - oder < 013> -Achse im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, bei im wesentlichen paralleler Anordnung der Oberfläche des Targets und der Oberfläche des Grundmaterials. Unter den Bedingungen kann die Oberfläche des Grundmaterials um 30º bis 70º, vorteilhafterweise um 40º bis 50º, noch vorteilhafter in 45º in Bezug auf die Oberfläche des Targets geneigt sein. Es ist möglich, einen Supraleiterfilm auszubilden, bei dem eine < 100> -Achse stark in einer Ebene im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Substrates orientiert ist, während eine < 001> -Achse stark senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist.
In der ganzen Spezifikation werden Miller-Indices gemäß der Konvention verwendet. Eine spezifische Kristallachse wird durch [hkl] ausgedrückt. Es gibt einige Orientierungen, die kristallographisch äquivalent zu der durch [hkl] ausgedrückten Orientierung sind, in Abhängigkeit von den Symmetrieeigenschaften des Kristalls, und alle diese Achsen werden durch < hkl> ausgedrückt. Eine spezifische Kristallebene wird durch (hkl) ausgedrückt, und die Ebenen, die dazu kristallographisch äquivalent sind, werden allgemein durch {hkl} ausgedrückt.

Beispiele

Beispiel 1

Ein dünner Film aus yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid (YSZ) wurde auf einem kleinen Stück spiegelpoliertem Hastelloyband durch Laserablation unter Verwendung eines KrF-Excimer-Lasers von 248 nm Wellenlänge ausgebildet.
Zuerst wurden die Substrate und Targets, wie in Fig. 1(a) gezeigt, parallel zueinander angeordnet, und dann wurden YSZ-Filme bei verschiedenen Substrattemperaturen und Gasdrücken in den Bereichen von Raumtemperatur bis 800ºC bzw. 0,133 bis 26,6 Pa (1 bis 200 mTorr) abgelagert. Zu dieser Zeit waren die Laserenergiedichtewerte auf 1,5 bis 3,3 J/cm² eingestellt, während die Laserpulswiederholungsraten auf 1 bis 100 Hz eingestellt waren. Die erhaltenen YSZ-Filme wurden mittels Röntgenstrahlbeugung untersucht, um zu bestätigen, daß YSZ am stärksten eine < 111> -Achse in Bezug auf die Oberfläche des Substrates unter den Bedingungen orientiert, die die Substrattemperatur von 700ºC und den Sauerstoffgasdruck von 13,3 Pa (100 mTorr) kombinieren. Weiterhin war es möglich, eine hinreichend starke < 111> - Orientierung durch Verwenden von Bedingungen aus einer Substrattemperatur und einem Sauerstoffgasdruck in den Bereichen von 400 bis 800ºC bzw. 2,66 Pa bis 20 Pa (20 bis 150 mTorr) zu erhalten.
Wie in Fig. 1(b) gezeigt, wurde ein kleines Bandstück in einem Winkel von 55º geneigt, um gleichermaßen einen dünnen YSZ-Film unter den Bedingungen aus einer Temperatur von 700ºC und einem Druck von 13,3 Pa (100 mTorr) auszubilden. Der erhaltene Film wurde mittels Röntgenstrahlbeugung beurteilt, wobei eine Linie, die stark die Orientierung einer < 100> -Achse zeigt, beobachtet wurde, während keine Linie, die die Orientierung einer < 111> -Achse zeigt, beobachtet wurde. Folglich wurde es verifiziert, daß die < 100> - Achse stark in einer Ebene parallel zu der Oberfläche des Substrates orientiert war. Ein ähnliches kleines Bandstück wurde in einem anderen Winkel geneigt, um einen Film abzulagern, wobei eine Linie, die die Orientierung einer < 100> - Achse zeigt, bei 55º ± 15º beobachtet wurde, d. h. in dem Bereich von 40º bis 70º in der Röntgenstrahlbeugung. Der Winkel von 55º ist im wesentlichen gleich zu jenem, der von den < 111> - und < 100> -Achsen gebildet wird.
Auf Substraten, die in verschiedenen Winkeln geneigt waren, ausgebildete YSZ-Filme wurden jeweils mittels einer Röntgenstrahl-Polfigurtechnik untersucht. Tabelle 1 zeigt die als das Ergebnis erhaltenen Verteilungen (Halbwertsbreiten) von < 100> -Achsen in Ebenen parallel zu den Substraten. Man sieht, daß die < 100> -Achsen in den Ebenen parallel zu den Substratoberflächen in dem Bereich der Neigungen von 40º bis 70º geordnet waren. Es ist verifiziert worden, daß in diesem Bereich ein einkristalliner YSZ-Film erhalten werden kann. Tabelle 1
*: zufällig orientiert
**: keine geordnete Orientierung der < 100> -Achse wurde beobachtet

Beispiel 2

YSZ-Filme wurden unter verschiedenen Substrattemperaturen und Sauerstoffgasdrücken ähnlich zu Beispiel 1 abgelagert, um zu bestätigen, daß eine < 100> -Achse durch die Kombination von der Raumtemperatur und eines Druckes von 0,266 Pa (2 mTorr) stark senkrecht zu der Oberfläche des Substrates orientiert wird. Ein unter diesen Bedingungen ausgebildeter Film wurde mittels einer Röntgenstrahl- Polfigurtechnik beurteilt, wobei es verifiziert wurde, daß die Kristallorientierung in einer Ebene parallel zu dem Substrat zufällig war.
Kleine Bandstücke wurden in verschiedenen Winkeln geneigt, um dünne YSZ-Filme unter den Bedingungen von der Raumtemperatur und des Gasdruckes von 2 mTorr auszubilden. Die erhaltenen Filme wurden mittels Röntgenstrahlbeugung ähnlich zu Beispiel 1 analysiert, wobei Linien, die starke Orientierungen von < 111> zeigen, beobachtet wurden, wenn die Bandstücke um Winkel in dem Bereich von 45º bis 70º geneigt wurden. Dies ist der Bereich von 55º - 10º bis 55º + 15º. Der Winkel von 55º ist im wesentlichen gleich zu jenem, der von den < 100> - und < 111> -Achsen gebildet wird.
Die erhaltenen Filme wurden mittels einer Röntgenstrahl-Polfigurtechnik untersucht, ähnlich wie im Beispiel 1. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Wie man Tabelle 2 klar entnimmt, waren die < 111> -Achsen ausgezeichnet in den Ebenen parallel zu den Substratoberflächen bei Winkeln in dem Bereich von 45º bis 70º regelmäßig orientiert. Folglich ist es verifiziert worden, daß es möglich ist, unter den Bedingungen von der Raumtemperatur und dem Gasdruck von 0,266 Pa (2 mTorr) bei einer Neigung in dem Bereich von 45º bis 70º einen einkristallinen dünnen YSZ-Film zu erhalten. Tabelle 2
*: zufällig orientiert
**: keine geordnete Orientierung der < 111> -Achse wurde beobachtet

Beispiel 3

Ähnlich wie in Beispiel 1 wurden YSZ-Filme unter verschiedenen Substrattemperaturen und Sauerstoffgasdrücken abgelagert, um zu bestätigen, daß eine < 110> -Achse senkrecht zu der Oberfläche des Substrates orientiert war, wenn eine Substrattemperatur von 80ºC und ein Sauerstoffgasdruck von 2,66 Pa (20 mTorr) verwendet wurde. Unter diesen Bedingungen waren die Substrate in verschiedenen Winkeln geneigt, um dünne YSZ-Filme auszubilden. Folglich war es möglich, Filme zu erhalten, bei denen die < 100> -Achsen stark in Ebenen parallel zu den Substraten orientiert waren, wenn die Neigungen in dem Bereich von 30º bis 60º lagen. Die Beziehungen zwischen den Verteilungen der < 100> -Achsen, die in den Ebenen parallel zu den Substraten orientiert waren, und den Neigungen wurden mittels einer Röntgenstrahl- Polfigurtechnik untersucht. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. In diesem Fall war es möglich, einkristalline dünne Filme in dem Bereich von 30º bis 60º (45º - 15º bis 45º + 15º) zu erhalten. Tabelle 3
*: zufällig orientiert
**: keine geordnete Orientierung der < 100> -Achse wurde beobachtet
Wie man den vorerwähnten Beispielen entnimmt, ist es möglich, einen einkristallinen YSZ-Film auf einem Hastelloy-Grundmaterial auszubilden. Auf diesem Film ist es möglich, einen oxidischen Supraleiter epitaktisch aufzuwachsen, insbesondere einen Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium, gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 4

Ein oxidischer supraleitender dünner Yttriumfilm wurde auf einem kleinen Stück aus einem Hastelloy-Band ausgebildet, das zuvor mit einer amorphen yttriumoxid-stabilisierten Zirkoniumoxidschicht (YSZ-Schicht) mittels Laserabla tion versehen wurde, unter Verwendung eines KrF-Excimer- Lasers von 248 nm Wellenlänge. Zuerst wurden das Substrat und das Target wie in Fig. 1(a) gezeigt parallel zueinander angeordnet, um einen oxidischen supraleitenden dünnen Film auf der Grundlage von Yttrium unter den Bedingungen aus einer Substrattemperatur von 600ºC und einem Sauerstoffgasdruck von 26,6 Pa (200 mTorr) auszubilden, wodurch es bestätigt wurde, daß eine < 103> - oder < 013> -Achse am stärksten senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert wurde. Bei der Laserablation wurde der Laser aus einem KrF-Excimer-Laser von 248 nm Wellenlänge hergestellt, während das Target aus einem Sinterkörper auf der Grundlage von Y, das heißt aus Y&sub1;Ba&sub2;Cu&sub3;Ox, hergestellt wurde. Dann wurde ein kleines Bandstück wie in Fig. 1(b) gezeigt in einem Winkel von 45º geneigt, um einen oxidischen supraleitenden Film auf der Grundlage von Yttrium unter denselben Bedingungen wie oben auszubilden. Dieser Film zeigte die Orientierung einer < 001> -Achse in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Grundmaterials, während derselbe keine Orientierung einer < 103> - oder < 013> -Achse zeigte. Es wurde durch Untersuchungen mittels einer Röntgenstrahl-Polfigurtechnik verifiziert, daß eine < 100> - oder < 010> -Achse stark in einer Richtung parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert war. Tabelle 4 zeigt die Beziehungen zwischen den Neigungen und den Verteilungen der Orientierungen der < 100> -Achsen in den Oberflächen des Grundmaterials. Es war möglich, oxidische supraleitende Filme auf der Grundlage von Yttrium mit starker Einkristallinität bei Neigungen in dem Bereich von 30º bis 70º zu erhalten. Tabelle 4
*: zufällig orientiert
**: keine geordnete Orientierung der < 100> -Achse wurde beobachtet

Beispiel 5

Ähnlich wie in Beispiel 1 wurde Ceroxid und Magnesiumoxid unter verschiedenen Substrattemperaturen und Sauerstoffgasdrücken abgelagert. Folglich wurde es bestätigt, daß < 100> -Achsen unter Bedingungen von 350º bis 550º und 0,665 bis 6,65 Pa (5 mTorr bis 50 mTorr) bzw. 400ºC bis 600ºC und 6,65 bis 13,3 Pa (50 mTorr bis 100 mTorr) senkrecht zu den Substratoberflächen orientiert wurden. Die Substrate waren in verschiedenen Winkeln geneigt, um dünne Filme aus Ceroxid bzw. Magnesiumoxid unter diesen Bedingungen auszubilden. Folglich war es möglich, Filme zu erhalten, bei denen die < 110> -Achsen in Ebenen parallel zu den Substraten stark orientiert waren, wenn die Neigungen in dem Bereich von 30º bis 70º lagen.
Die Beziehungen zwischen den Verteilungen der < 110> - Achsen, die in den Ebenen parallel zu den Substraten orientiert waren, und den Neigungen wurden durch eine Röntgenstrahl-Polfigurtechnik untersucht. Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 5 (a) Ceriumoxid
*: zufällig orientiert
**: keine geordnete Orientierung der < 110> -Achse wurde beobachtet (b) Magnesiumoxid
*: zufällig orientiert
**: keine geordnete Orientierung der < 110> -Achse wurde beobachtet

Beispiel 6

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 wurde ein kleines Bandstück um 55º geneigt, um einen dünnen YSZ-Film auszubilden. Ein dünner Film aus einem Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium wurde mittels Laserablation auf dem YSZ-Film bei im wesentlichen paralleler Anordnung von einem Substrat und einem Target ausgebildet. Zu diesem Zeitpunkt waren die Substrattemperatur und der Sauerstoffgasdruck auf 750ºC bzw. 300 mTorr eingestellt. Der dünne YSZ-Film orien tierte seine Orientierungen regelmäßig mit einer Halbwertsbreite in der Ebene der < 100> -Achse von ±7º, ähnlich zu Beispiel 1, und der darauf ausgebildete dünne Film aus dem Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium orientierte eine c-Achse senkrecht zu der Oberfläche des Substrates während er eine a-Achse mit einer Halbwertsbreite von ±6º als der Verteilung der Orientierungen in einer Ebene parallel zu dem Substrat orientierte. Somit kann man daraus schließen, daß der supraleitende Film auf der Grundlage von Yttrium, der ein zweiter Film war, in Bezug auf den ersten Film epitaktisch aufgewachsen war. Dieser Film zeigte eine kritische Stromdichte von 3,2 · 10&sup5; A/cm² in flüssigem Stickstoff.

Beispiel 7

Nach dem Verfahren von Beispiel 3 wurde ein kleines Bandstück um 45º geneigt, um einen dünnen YSZ-Film auszubilden. Ein dünner Film aus einem Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium wurde darauf mittels Laserablation ausgebildet, in im wesentlichen paralleler Anordnung eines Substrates und eines Targets. Die Ausbildungsbedingungen waren identisch zu jenen in Beispiel 6. Der dünne YSZ-Film orientierte seine Orientierungen regelmäßig mit einer Halbwertsbreite von ±7º in der Ebene der < 100> -Achse, ähnlich zu Beispiel 3, und der darauf ausgebildete dünne Film aus dem Oxidsupraleiter auf der Grundlage von Yttrium orientierte eine c-Achse senkrecht zu der Substratoberfläche, während er eine a-Achse mit einer Halbwertsbreite von ±5º als der Verteilung der Orientierungen in der Ebene orientierte. Daraus kann man schließen, daß sich die ersten und zweiten Filme zueinander in einer epitaktischen Beziehung befanden, ähnlich zu Beispiel 6. Dieser Film zeigte eine kritische Stromdichte von 4,3 · 10&sup5; A/cm² in flüssigem Stickstoff.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie hier beschrieben wurde, ist es möglich, einen einkristallinen dünnen Film durch einen einfachen Prozeß mit der minimal erforderlichen Ausrüstung für Laserbeschichten auf einem polykristallinen oder amorphen Grundmaterial auszubilden. Wenn das Grundmaterial aus einem langen Metallband hergestellt wird, ist es möglich, darauf einen einkristallinen dünnen Film, der im wesentlichen aus yttriumoxid-stabilisiertem Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid oder Ceroxid besteht, entlang der Längsrichtung des Bandes auszubilden. Wenn ein Oxidsupraleiter auf diesem dünnen Film heteroepitaktisch aufgewachsen wird, ist es möglich, einen Supraleiter auszubilden, der eine hohe kritische Stromdichte zeigt. Es ist ebenfalls möglich, einen Supraleiter mit hoher Einkristallinität und einer hohen kritischen Stromdichte durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf die Ausbildung eines oxidischen supraleitenden Filmes selbst auszubilden. Wenn der Supraleiter entlang der Längsrichtung des Bandes ausgebildet wird, ist es möglich, einen supraleitenden Draht zu erhalten. Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich für einen Prozeß zum Herstellen eines oxidischen supraleitenden Drahtes.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und veranschaulicht worden ist, versteht es sich klarerweise, daß dies nur beispielhaft war und der Veranschaulichung diente und nicht als Begrenzung aufgefaßt werden darf, da der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Claims

1. Ein Verfahren zum Ausbilden eines dünnen Filmes mit den Schritten:

Herstellen von Filmausbildungsbedingungen zur Durchführung des Ausbildens eines Films durch Laserablation durch Bestrahlen eines Targets mit einem Laserstrahl (13), wodurch eine Substanz, die von dem Target (12) gestreut wird, auf einer Oberfläche (11a) eines Grundmaterials abgelagert wird;

Neigen der Oberfläche (11a) des Grundmaterials in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Oberfläche (12a) des Targets; und

Ablagern eines Filmes auf der geneigten Oberfläche (11a) des Grundmaterials unter den Filmausbildungsbedingungen,

wobei die Oberfläche (11a) des Grundmaterials im wesentlichen aus einem polykristallinen oder amorphen Material besteht,

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

der dünne Film ein einkristalliner dünner Film ist,

das Target (12) von dem Laserstrahl (13) bestrahlt wird, derart, daß eine Säule in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche (12a) des Targets unabhängig von dem Einfallswinkel des Laserstrahles (13) erzeugt wird; und

der vorbestimmte Winkel, in dem die Oberfläche 11(a) des Grundmaterials in Bezug auf die Oberfläche (12a) des Targets geneigt ist, im wesentlichen gleich einem Winkel ist, der von einer ersten spezifischen Kristallachse und einer zweiten spezifischen Kristallachse des abzulagernden einkristallinen Films gebildet wird,

wodurch ein einkristalliner Film auf der Oberfläche des Grundmaterials durch Tendenzen des Orientierens der ersten spezifischen Kristallachse in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche (12a) des Targets und des Orientierens der zweiten spezifischen Kristallachse in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche (11a) des Grundmaterials in dem Film wie er abgelagert wird ausgebildet wird.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, das geeignet ist, eine spezifische Kristallachse ebenfalls in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche (11a) des Grundmaterials in dem abgelagerten Film zu orientieren.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin der vorbestimmte Winkel in dem Bereich eines Winkels liegt, der von der ersten und zweiten Kristallachse gebildet wird, ±20º.

4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Grundmaterial (11) im wesentlichen aus einem Metallband besteht und der abgelagerte Film im wesentlichen aus einer Verbindung besteht, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Yttriumoxid-stabilisierten Zirkoniumoxid, Ceroxid und Magnesiumoxid besteht.

5. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin der abgelagerte Film im wesentlichen aus einem oxidischen Supraleiter auf der Basis von Yttrium besteht.

6. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Kristallachse < 111> ist und ein kubischer Film, bei dem < 100> im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, durch eine Tendenz des Orientierens von < 001> als der zweiten Kristallachse durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 40º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.

7. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Kristallachse < 103> oder < 013> eines oxidischen Supraleiters auf der Basis von Yttrium ist, wobei der Film durch eine Tendenz des Orientierens von < 001> des oxidischen Supraleiters auf der Basis von Yttrium als der zweiten Kristallachse durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 30º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.

8. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Kristallachse < 100> ist und ein kubischer Film, bei dem < 111> in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 45º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.

9. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Kristallachse < 110> ist und ein kubischer Film, bei dem < 100> in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, durch eine Tendenz des Orientierens von < 010> als der zweiten Kristallachse durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 30º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.

10. Das Verfahren nach Anspruch 1, worin die erste Kristallachse < 100> ist und ein kubischer Film, bei dem < 110> in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 30º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.

11. Ein Verfahren zum Ausbilden eines dünnen Filmes mit den Schritten:

Herstellen von Filmausbildungsbedingungen zur Durchführung des Ausbildens eines Films durch Laserablation durch Bestrahlen eines Targets (12) mit einem Laserstrahl (13), wodurch eine Substanz, die von dem Target (12) gestreut wird, auf einer Oberfläche (11a) eines Grundmaterials abgelagert wird;

Ablagern eines ersten Filmes auf der geneigten Oberfläche (11a) des Grundmaterials unter den Filmausbildungsbedingungen;

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

der dünne Film ein einkristalliner dünner Film ist, und

wobei das Verfahren des weiteren gekennzeichnet wird durch

Ablagern eines zweiten Films, der im wesentlichen aus einem oxidischen Supraleiter besteht, auf dem ersten Film,

wobei das Target (12) von dem Laserstrahl (13) bestrahlt wird, derart, daß eine Säule in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche (12a) des Targets unabhängig von dem Einfallswinkel des Laserstrahles (13) erzeugt wird;

der vorbestimmte Winkel, in dem die Oberfläche 11(a) des Grundmaterials in Bezug auf die Oberfläche (12a) des Targets geneigt ist, im wesentlichen gleich einem Winkel ist, der von einer ersten spezifischen Kristallachse und einer zweiten spezifischen Kristallachse des abzulagernden einkristallinen ersten Films gebildet wird,

wodurch ein einkristalliner erster Film auf der Oberfläche (11a) des Grundmaterials durch Tendenzen des Orientierens der ersten spezifischen Kristallachse in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche (12a) des Targets und des Orientierens der zweiten spezifischen Kristallachse in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche (11a) des Grundmaterials in dem ersten Film wie er abgelagert wird ausgebildet wird, und

wobei der zweite Film in Übereinstimmung mit der Kristallstruktur des ersten Filmes epitaktisch aufgewachsen wird.

12. Das Verfahren nach Anspruch 11, das geeignet ist, eine spezifische Kristallachse ebenfalls in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche (11a) des Grundmaterials in dem ersten Film zu orientieren.

13. Das Verfahren nach Anspruch 11, worin der erste Film im wesentlichen aus einer Verbindung besteht, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Yttrium-stabilisiertem Zirkoniumoxid, Ceroxid und Magnesiumoxid besteht.

14. Das Verfahren nach Anspruch 11, worin der zweite Film im wesentlichen aus einem oxidischen Supraleiter auf der Basis von Yttrium besteht.

15. Das Verfahren nach Anspruch 11, worin die erste Kristallachse < 111> ist und ein kubischer Film, bei dem < 100> im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, als der erste Film durch eine Tendenz des Orientierens von < 001> als der zweiten Kristallachse durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 40º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.

16. Das Verfahren nach Anspruch 11, worin die erste Kristallachse < 110> ist und ein kubischer Film, bei dem < 100> in einer Richtung im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundmaterials orientiert ist, als der erste Film durch eine Tendenz des Orientierens von < 010> als der zweiten Kristallachse durch Verwenden eines Winkels in dem Bereich von 30º bis 70º als dem vorbestimmten Winkel abgelagert wird.