JP2002279838A - 酸化物薄膜の製造方法及び酸化物薄膜を用いた超電導体構造物およびその製造方法 - Google Patents
酸化物薄膜の製造方法及び酸化物薄膜を用いた超電導体構造物およびその製造方法Info
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶性に優れた種膜を形成することにより、
溶液成長法による１２３型超電導膜の作製を可能とした
酸化物超電導体構造物およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ペロブスカイト構造を有する基板と、こ
の基板上に形成された、ＲＥＧａＯ3 （ＲＥは、Ｌａ，
Ｎｄ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙ
ｂ，またはＬｕを示す）からなる結晶質の酸化物層と、
この酸化物層上に形成された酸化物超電導体を具備する
ことを特徴とする。結晶質酸化物層は、アモルファス酸
化物層を形成し、これをアモルファス酸化物層の形成温
度よりも高温でアニールして結晶化させることにより得
られる。
溶液成長法による１２３型超電導膜の作製を可能とした
酸化物超電導体構造物およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ペロブスカイト構造を有する基板と、こ
の基板上に形成された、ＲＥＧａＯ3 （ＲＥは、Ｌａ，
Ｎｄ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙ
ｂ，またはＬｕを示す）からなる結晶質の酸化物層と、
この酸化物層上に形成された酸化物超電導体を具備する
ことを特徴とする。結晶質酸化物層は、アモルファス酸
化物層を形成し、これをアモルファス酸化物層の形成温
度よりも高温でアニールして結晶化させることにより得
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化物超電導体構
造物及びその製造方法に係わり、特に、高周波応用、大
電流通電を目的とする第面積酸化物超電導体、及び長尺
の酸化物超電導線材に関する。
造物及びその製造方法に係わり、特に、高周波応用、大
電流通電を目的とする第面積酸化物超電導体、及び長尺
の酸化物超電導線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】約 90 K の超電導臨界温度（Tc）を有す
る REBa2Cu3O7-δ（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種
の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す、
またδ は 0 と 1 の間の数で 0に近い数を表す）は一
般に「123 型超電導体」と呼ばれ、高性能超電導線材や
高性能超電導デバイスへの応用が期待されている。中で
も RE=Y の場合である YBa2Cu3O7-δ（以降 YBCO と表
記）については、特に長尺線材への応用を目指したYBCO
厚膜、YBCO 薄膜の製造プロセス開発が精力的に進めら
れている。
る REBa2Cu3O7-δ（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種
の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す、
またδ は 0 と 1 の間の数で 0に近い数を表す）は一
般に「123 型超電導体」と呼ばれ、高性能超電導線材や
高性能超電導デバイスへの応用が期待されている。中で
も RE=Y の場合である YBa2Cu3O7-δ（以降 YBCO と表
記）については、特に長尺線材への応用を目指したYBCO
厚膜、YBCO 薄膜の製造プロセス開発が精力的に進めら
れている。
【０００３】123 型超電導体膜を超電導線材や超電導デ
バイスとして応用する場合、その結晶配向性が単結晶に
近い程度に高いことが要求される。このため、成膜の際
の下地となる基材には酸化マグネシウム（MgO）やチタ
ン酸ストロンチウム（SrTiO3；以降 STO と表記）など
の酸化物単結晶、{001}<100> 集合組織を有するニッケ
ルテープや銀テープなどの配向金属テープなどが多く用
いられる。123 型超電導体膜はこれらの基材上に直接成
膜される場合もあるが、基材と 123 型超電導体の格子
定数の不整合の緩和、基材の構成元素の 123 型超電導
体中への拡散防止などを目的として、基材と超電導体膜
との間にさらに別の酸化物膜を介在させることも広く行
われる。このような膜を中間層と称している。一般に、
金属テープの表面平坦度は、鏡面研磨された単結晶表面
のそれに比べてかなり劣るため、金属基材を用いる場合
には、中間層の使用は広く一般的に行われている。ま
た、線材への応用を考えれば、超電導状態が何らかの原
因で壊れた際に電流を分流させて事故を防ぐ重要な役割
を担う超電導線材の安定化層としてこの中間層を活用す
ることもできるが、この場合には、中間層が導電性であ
ることが必要となる。
バイスとして応用する場合、その結晶配向性が単結晶に
近い程度に高いことが要求される。このため、成膜の際
の下地となる基材には酸化マグネシウム（MgO）やチタ
ン酸ストロンチウム（SrTiO3；以降 STO と表記）など
の酸化物単結晶、{001}<100> 集合組織を有するニッケ
ルテープや銀テープなどの配向金属テープなどが多く用
いられる。123 型超電導体膜はこれらの基材上に直接成
膜される場合もあるが、基材と 123 型超電導体の格子
定数の不整合の緩和、基材の構成元素の 123 型超電導
体中への拡散防止などを目的として、基材と超電導体膜
との間にさらに別の酸化物膜を介在させることも広く行
われる。このような膜を中間層と称している。一般に、
金属テープの表面平坦度は、鏡面研磨された単結晶表面
のそれに比べてかなり劣るため、金属基材を用いる場合
には、中間層の使用は広く一般的に行われている。ま
た、線材への応用を考えれば、超電導状態が何らかの原
因で壊れた際に電流を分流させて事故を防ぐ重要な役割
を担う超電導線材の安定化層としてこの中間層を活用す
ることもできるが、この場合には、中間層が導電性であ
ることが必要となる。
【０００４】123 型超電導体厚膜、薄膜の製造法として
はレーザーアブレーション法、スパッタリング法などの
気相成長法が広く用いられているが、有機金属塗布熱分
解法（MOD 法）、ゾル・ゲル法、液相エピタキシャル法
（LPE 法）などに代表される出発原料として液相を用い
る結晶成長法である液相成長法は、高価な真空装置を利
用する必要がなく、また一般に成膜速度が大きいことか
ら、線材応用やデバイス応用を目的とした厚膜状、薄膜
状酸化物超電導体の製造法として期待されている。
はレーザーアブレーション法、スパッタリング法などの
気相成長法が広く用いられているが、有機金属塗布熱分
解法（MOD 法）、ゾル・ゲル法、液相エピタキシャル法
（LPE 法）などに代表される出発原料として液相を用い
る結晶成長法である液相成長法は、高価な真空装置を利
用する必要がなく、また一般に成膜速度が大きいことか
ら、線材応用やデバイス応用を目的とした厚膜状、薄膜
状酸化物超電導体の製造法として期待されている。
【０００５】前記したように、123 型超電導体を超電導
線材や超電導デバイスとして応用する場合、その結晶配
向性が単結晶に近い程度に高いことが要求されるため、
高い結晶性を有する結晶を高速で合成できる LPE 法が
近年注目されている。LPE 法は、単結晶基材上や高度な
配向組織を有する金属基材上、あるいはそれらの上に成
膜された高配向性のエピタキシャル薄膜上に、それら下
地の結晶配向性を利用して、高温の液相から目的とする
物質を高配向性を有する状態で析出させる手法である。
結晶の LPE 成長の下地となる物質には、例えば目的と
する物質と格子定数が近いこと、高温溶液との反応性が
小さいことなどが要求される。
線材や超電導デバイスとして応用する場合、その結晶配
向性が単結晶に近い程度に高いことが要求されるため、
高い結晶性を有する結晶を高速で合成できる LPE 法が
近年注目されている。LPE 法は、単結晶基材上や高度な
配向組織を有する金属基材上、あるいはそれらの上に成
膜された高配向性のエピタキシャル薄膜上に、それら下
地の結晶配向性を利用して、高温の液相から目的とする
物質を高配向性を有する状態で析出させる手法である。
結晶の LPE 成長の下地となる物質には、例えば目的と
する物質と格子定数が近いこと、高温溶液との反応性が
小さいことなどが要求される。
【０００６】123 型超電導体結晶の LPE 法による合成
は広く研究されているが、気相成長法等において基材と
して広く用いられる MgO や STO などの酸化物単結晶、
{001}<100> 集合組織を有するニッケルテープや銀テー
プなどの配向金属テープ上には 123 型超電導体は直接
LPE 成長しないことが知られている。このため、上記し
た単結晶や配向金属テープ等の上に予め 123 型超電導
体の薄膜を成膜し、これを種膜として 123 型超電導体
を LPE 成長させる手法が一般的である。一般に123 型
超電導体の LPE 成長には高温の BaO-CuO フラックスが
用いられるが、このフラックスは非常に反応性が高く、
種膜には、このフラックスと基材との反応を防止する保
護層としての役割も求められる。言うまでもなく、配向
性や表面平坦性に優れていること、成膜が容易であるこ
と、123 型超電導体の成長温度において、下地の基板材
料や 123 型超電導体との反応性が小さいことも種膜に
要求される特性である。しかしながら、123 型超電導体
のように構成元素の種類が4 種以上にもなる複雑な化合
物を気相成長法によって種膜として安定的に成膜するこ
とには、特に長さが 1 km に及ぶような長尺線材の製造
においては、厳しい成膜条件を長時間にわたって維持す
る必要があることから非常な困難を伴うものでった。し
たがって、このようなホモエピタキシャル成長ではな
く、より単純な構成元素からなる異種の種膜材料を用い
たヘテロエピタキシャル成長の実現が望まれていた。
は広く研究されているが、気相成長法等において基材と
して広く用いられる MgO や STO などの酸化物単結晶、
{001}<100> 集合組織を有するニッケルテープや銀テー
プなどの配向金属テープ上には 123 型超電導体は直接
LPE 成長しないことが知られている。このため、上記し
た単結晶や配向金属テープ等の上に予め 123 型超電導
体の薄膜を成膜し、これを種膜として 123 型超電導体
を LPE 成長させる手法が一般的である。一般に123 型
超電導体の LPE 成長には高温の BaO-CuO フラックスが
用いられるが、このフラックスは非常に反応性が高く、
種膜には、このフラックスと基材との反応を防止する保
護層としての役割も求められる。言うまでもなく、配向
性や表面平坦性に優れていること、成膜が容易であるこ
と、123 型超電導体の成長温度において、下地の基板材
料や 123 型超電導体との反応性が小さいことも種膜に
要求される特性である。しかしながら、123 型超電導体
のように構成元素の種類が4 種以上にもなる複雑な化合
物を気相成長法によって種膜として安定的に成膜するこ
とには、特に長さが 1 km に及ぶような長尺線材の製造
においては、厳しい成膜条件を長時間にわたって維持す
る必要があることから非常な困難を伴うものでった。し
たがって、このようなホモエピタキシャル成長ではな
く、より単純な構成元素からなる異種の種膜材料を用い
たヘテロエピタキシャル成長の実現が望まれていた。
【０００７】LPE 法における 123 型超電導体のヘテロ
エピタキシャル成長は、これまで、NdGaO3（以降 NGO
と表記）、LaGaO3（以降 LGO と表記）などごく限られ
た基材を用いた場合のみで報告されているが、それらは
すべて NGO や LGO の単結晶を用いたものであり、金属
基材の使用が必須となる長尺超電導線材には応用できな
いものであった。
エピタキシャル成長は、これまで、NdGaO3（以降 NGO
と表記）、LaGaO3（以降 LGO と表記）などごく限られ
た基材を用いた場合のみで報告されているが、それらは
すべて NGO や LGO の単結晶を用いたものであり、金属
基材の使用が必須となる長尺超電導線材には応用できな
いものであった。
【０００８】123 型超電導体、特に YBCO を用いた長尺
酸化物超電導線材の開発には、それに適した長尺金属テ
ープの使用が必須である。金属テープの材質として現在
多く用いられているのは、高温における耐酸化性に比較
的優れており、また圧延加工と熱処理による集合組織化
を利用して高配向性を比較的容易に付与できる、銀や銀
を主成分とする銀基合金、あるいはニッケルやニッケル
を主成分とするニッケル基合金である。このような {00
1}<100> 配向性を付与された銀テープは CUTE銀テープ
と呼ばれており、また、{001}<100> 配向性を付与され
たニッケルテープは RABiTS テープと呼ばれている。さ
らに、{001}<100> 配向組織を有するニッケルやニッケ
ル基合金のテープにおいて表面酸化膜を簡便な熱酸化法
のみによって {001}<100> 配向した状態で成長させ、配
向した NiO 中間層を有する Niテープを製造できる表面
酸化エピタキシー法（SOE 法）も近年開発され、この S
OE テープを用いた超電導線材開発も進められている。
酸化物超電導線材の開発には、それに適した長尺金属テ
ープの使用が必須である。金属テープの材質として現在
多く用いられているのは、高温における耐酸化性に比較
的優れており、また圧延加工と熱処理による集合組織化
を利用して高配向性を比較的容易に付与できる、銀や銀
を主成分とする銀基合金、あるいはニッケルやニッケル
を主成分とするニッケル基合金である。このような {00
1}<100> 配向性を付与された銀テープは CUTE銀テープ
と呼ばれており、また、{001}<100> 配向性を付与され
たニッケルテープは RABiTS テープと呼ばれている。さ
らに、{001}<100> 配向組織を有するニッケルやニッケ
ル基合金のテープにおいて表面酸化膜を簡便な熱酸化法
のみによって {001}<100> 配向した状態で成長させ、配
向した NiO 中間層を有する Niテープを製造できる表面
酸化エピタキシー法（SOE 法）も近年開発され、この S
OE テープを用いた超電導線材開発も進められている。
【０００９】しかしながら、RABiTS テープや CUTE テ
ープなどの配向金属基材上に LPE 法で 123 型超電導体
を成膜する場合、基材とフラックスとの反応により基材
と超電導体膜との間にわずかにフラックスが潜り込む現
象によって超電導体の特性が劣化するという問題が生じ
ていた。また SOE テープ でも表面酸化膜層（NiO 層）
がフラックスと反応し、同様の問題が生じていた。
ープなどの配向金属基材上に LPE 法で 123 型超電導体
を成膜する場合、基材とフラックスとの反応により基材
と超電導体膜との間にわずかにフラックスが潜り込む現
象によって超電導体の特性が劣化するという問題が生じ
ていた。また SOE テープ でも表面酸化膜層（NiO 層）
がフラックスと反応し、同様の問題が生じていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、液相成
長法、特に液相エピタキシャル成長法により 123 型超
電導体をデバイスや線材に応用するためには、123 型超
電導体のヘテロエピタキシャル成長が可能で、かつ結晶
配向性に優れた種膜の開発が不可欠であり、さらに、特
に長尺線材応用に対しては、生産性に優れた簡便な成膜
法の開発もまた不可欠である。
長法、特に液相エピタキシャル成長法により 123 型超
電導体をデバイスや線材に応用するためには、123 型超
電導体のヘテロエピタキシャル成長が可能で、かつ結晶
配向性に優れた種膜の開発が不可欠であり、さらに、特
に長尺線材応用に対しては、生産性に優れた簡便な成膜
法の開発もまた不可欠である。
【００１１】また、安定性や平坦性に優れた中間層の開
発も必要で、特に金属基材を使用する場合については導
電性をも併せ持つ中間層の開発も望まれている。
発も必要で、特に金属基材を使用する場合については導
電性をも併せ持つ中間層の開発も望まれている。
【００１２】本発明は以上のような事情のもとになさ
れ、123 型超電導体の LPE 法による作製において、ヘ
テロエピタキシャル成長が可能で結晶配向性に優れた種
膜を、高い生産性のもとに製造する方法を提供するこ
と、及び、該種膜と優れた結晶配向性と表面平坦性、好
ましくは導電性をも有する中間層とを具備することを特
徴とする酸化物超電導体構造物とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
れ、123 型超電導体の LPE 法による作製において、ヘ
テロエピタキシャル成長が可能で結晶配向性に優れた種
膜を、高い生産性のもとに製造する方法を提供するこ
と、及び、該種膜と優れた結晶配向性と表面平坦性、好
ましくは導電性をも有する中間層とを具備することを特
徴とする酸化物超電導体構造物とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、LPE 法による 123 型超電導体の作製に
おいて、ヘテロエピタキシャル成長が可能な酸化物薄膜
である REGaO3（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、G
d、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1種の元素
あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す）種膜
の、高い生産性を有する製造方法を提供する。本製造方
法は、RE、Ga、O よりなるアモルファス酸化物を形成す
る工程と、該アモルファス酸化物を、該アモルファス酸
化物の形成温度よりも高い温度でアニールすることによ
り結晶化させて結晶質 REGaO3 を形成する工程とを具備
することを特徴とする。アモルファス酸化物を形成する
工程には、例えば室温付近の温度で行われるレーザーア
ブレーション法やスパッタリング法などを用いることが
できる。
め、本発明は、LPE 法による 123 型超電導体の作製に
おいて、ヘテロエピタキシャル成長が可能な酸化物薄膜
である REGaO3（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、G
d、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1種の元素
あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す）種膜
の、高い生産性を有する製造方法を提供する。本製造方
法は、RE、Ga、O よりなるアモルファス酸化物を形成す
る工程と、該アモルファス酸化物を、該アモルファス酸
化物の形成温度よりも高い温度でアニールすることによ
り結晶化させて結晶質 REGaO3 を形成する工程とを具備
することを特徴とする。アモルファス酸化物を形成する
工程には、例えば室温付近の温度で行われるレーザーア
ブレーション法やスパッタリング法などを用いることが
できる。
【００１４】また、本発明は、ペロブスカイト型の結晶
構造を有する第 1 の酸化物とこの第 1 の酸化物上に形
成された REGaO3（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種
の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す）
からなる結晶質の酸化物と、この第 2 の酸化物上に形
成された酸化物超電導体とを具備することを特徴とする
酸化物超電導体構造物を提供する。
構造を有する第 1 の酸化物とこの第 1 の酸化物上に形
成された REGaO3（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種
の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す）
からなる結晶質の酸化物と、この第 2 の酸化物上に形
成された酸化物超電導体とを具備することを特徴とする
酸化物超電導体構造物を提供する。
【００１５】前記ペロブスカイト型の結晶構造を有する
第 1 の酸化物としては例えば LaNiO3 を用いることが
できる。
第 1 の酸化物としては例えば LaNiO3 を用いることが
できる。
【００１６】また、本発明は、金属基材と、この金属基
材上に直接、あるいは適当な一種あるいは二種以上の酸
化物中間層を介した状態で形成されたペロブスカイト型
の結晶構造を有する第 1 の酸化物と、結晶質の REGaO3
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す）よりなる第 2 の酸
化物とを具備することを特徴とする酸化物超電導体構造
物を提供する。この場合、前記金属基材としては、銀あ
るいは銀を主成分とする銀基合金、ニッケルあるいはニ
ッケルを主成分とするニッケル基合金などを用いること
ができ、前記第 1 の酸化物としては例えば LaNiO3 を
用いることができる。
材上に直接、あるいは適当な一種あるいは二種以上の酸
化物中間層を介した状態で形成されたペロブスカイト型
の結晶構造を有する第 1 の酸化物と、結晶質の REGaO3
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す）よりなる第 2 の酸
化物とを具備することを特徴とする酸化物超電導体構造
物を提供する。この場合、前記金属基材としては、銀あ
るいは銀を主成分とする銀基合金、ニッケルあるいはニ
ッケルを主成分とするニッケル基合金などを用いること
ができ、前記第 1 の酸化物としては例えば LaNiO3 を
用いることができる。
【００１７】以上の方法において、前記ペロブスカイト
型の結晶構造を有する第 1 の酸化物の形態としては、
単結晶、あるいは、例えばレーザーアブレーション法や
スパッタリング法などで形成された薄膜を用いることが
できる。また、以上の方法において、結晶質の REGaO3
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す）よりなる第 2 の酸
化物上に形成される酸化物超電導体の形成には、液相エ
ピタキシャル法などの液相成長法を用いることができ
る。さらに、酸化物超電導体としては、REBa2Cu3O7-δ
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す、またδ は 0 と 1
との間の数で、0 に近い数を表す）などを用いることが
でき、好ましくは YBa2Cu3O7-δ（δ は 0 と 1 との間
の数で、0 に近い数を表す）を用いる。
型の結晶構造を有する第 1 の酸化物の形態としては、
単結晶、あるいは、例えばレーザーアブレーション法や
スパッタリング法などで形成された薄膜を用いることが
できる。また、以上の方法において、結晶質の REGaO3
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す）よりなる第 2 の酸
化物上に形成される酸化物超電導体の形成には、液相エ
ピタキシャル法などの液相成長法を用いることができ
る。さらに、酸化物超電導体としては、REBa2Cu3O7-δ
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す、またδ は 0 と 1
との間の数で、0 に近い数を表す）などを用いることが
でき、好ましくは YBa2Cu3O7-δ（δ は 0 と 1 との間
の数で、0 に近い数を表す）を用いる。
【００１８】以下、本発明の酸化物薄膜の製造法及び酸
化物薄膜を用いた超電導体構造物及びその製造法につい
て、より具体的に説明する。
化物薄膜を用いた超電導体構造物及びその製造法につい
て、より具体的に説明する。
【００１９】本発明は、酸化物超電導体膜を形成するた
めの液相成長法に用いる種膜形成に必要な、高度な成膜
条件の制御が不必要であり、かつ容易な成膜方法で優れ
た配向性を有する結晶質 REGaO3 酸化物薄膜の種膜が得
られる製造方法を提供し、上記課題を解決するものであ
る。REGaO3 なる化学組成式において、RE は La、Nd、P
r、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれ
る 1 種の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを
表すが、好ましくは RE が Nd あるいは Laであること
が望ましい。NdGaO3 の場合を例にとれば、Nd、Ga、O
よりなるアモルファス酸化物の形成にはレーザーアブレ
ーション法を用いるのが好ましく、この場合該アモルフ
ァス酸化物を形成する下地の加熱は特に必要ではない。
このアモルファス酸化物をその形成温度よりも高い温度
でアニールすることにより結晶化させる際には、そのア
ニール温度は 800〜1200℃ であることが好ましく、そ
の膜厚は 0.2〜0.5 μm が好ましい。
めの液相成長法に用いる種膜形成に必要な、高度な成膜
条件の制御が不必要であり、かつ容易な成膜方法で優れ
た配向性を有する結晶質 REGaO3 酸化物薄膜の種膜が得
られる製造方法を提供し、上記課題を解決するものであ
る。REGaO3 なる化学組成式において、RE は La、Nd、P
r、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれ
る 1 種の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを
表すが、好ましくは RE が Nd あるいは Laであること
が望ましい。NdGaO3 の場合を例にとれば、Nd、Ga、O
よりなるアモルファス酸化物の形成にはレーザーアブレ
ーション法を用いるのが好ましく、この場合該アモルフ
ァス酸化物を形成する下地の加熱は特に必要ではない。
このアモルファス酸化物をその形成温度よりも高い温度
でアニールすることにより結晶化させる際には、そのア
ニール温度は 800〜1200℃ であることが好ましく、そ
の膜厚は 0.2〜0.5 μm が好ましい。
【００２０】また、本発明は、ペロブスカイト型の結晶
構造を有する第 1 の酸化物上に前記結晶質 REGaO3 酸
化物薄膜を第 2 の酸化物として形成し、この第 2 の酸
化物上に酸化物超電導体が形成された酸化物超電導体構
造物及びその製造方法を提供することにより、上記課題
を解決するものである。この場合、酸化物超電導体は液
相エピタキシャル法により形成されることが望ましい
が、他の液相法や気相成長法の使用を妨げるものではな
い。また、酸化物超電導体は、ペロブスカイト型結晶構
造に類縁の結晶構造を持つことが好ましく、REBa2Cu3O7
-δ（ただし、REは La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、
Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す、またδ は 0 と 1
との間の数で、0 に近い数を表す）なる化学組成式で表
される 123 型酸化物超電導体であることがより好まし
い。本発明の酸化物超電導体構造物を例えばデバイス等
へ応用する際には、ペロブスカイト型の結晶構造を有す
る第 1 の酸化物として例えば SrTiO3 や LaAlO3 など
の単結晶を用いることができ、さらには NdGaO3 やLaGa
O3 など第 1 の酸化物上に形成される第 2 の酸化物と
同種の物質の単結晶を用いることも差し支えない。ま
た、何らかの配向基材上に形成されたこれらの物質の配
向した薄膜を用いることもできる。
構造を有する第 1 の酸化物上に前記結晶質 REGaO3 酸
化物薄膜を第 2 の酸化物として形成し、この第 2 の酸
化物上に酸化物超電導体が形成された酸化物超電導体構
造物及びその製造方法を提供することにより、上記課題
を解決するものである。この場合、酸化物超電導体は液
相エピタキシャル法により形成されることが望ましい
が、他の液相法や気相成長法の使用を妨げるものではな
い。また、酸化物超電導体は、ペロブスカイト型結晶構
造に類縁の結晶構造を持つことが好ましく、REBa2Cu3O7
-δ（ただし、REは La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、
Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す、またδ は 0 と 1
との間の数で、0 に近い数を表す）なる化学組成式で表
される 123 型酸化物超電導体であることがより好まし
い。本発明の酸化物超電導体構造物を例えばデバイス等
へ応用する際には、ペロブスカイト型の結晶構造を有す
る第 1 の酸化物として例えば SrTiO3 や LaAlO3 など
の単結晶を用いることができ、さらには NdGaO3 やLaGa
O3 など第 1 の酸化物上に形成される第 2 の酸化物と
同種の物質の単結晶を用いることも差し支えない。ま
た、何らかの配向基材上に形成されたこれらの物質の配
向した薄膜を用いることもできる。
【００２１】また、本発明の酸化物超電導体構造物を例
えば線材等へ応用する際には、配向金属基材として銀あ
るいは銀を主成分とする銀基合金、ニッケルあるいはニ
ッケルを主成分とするニッケル基合金などを用いること
ができ、さらには NiO 表面酸化膜を有する SOE テープ
なども使用できる。この配向金属基材上に、ペロブスカ
イト型の結晶構造を有する第 1 の酸化物を形成する際
には、例えばレーザーアブレーション法を用いる。第 1
の酸化物と配向金属基材との間に、例えば配向性を向
上させるためにさらに中間層を挟むことはいっこうに差
し支えない。第 1 の酸化物としては LaNiO3 が好まし
く、またその膜厚は 0.2〜0.8 μｍであることが好まし
い。
えば線材等へ応用する際には、配向金属基材として銀あ
るいは銀を主成分とする銀基合金、ニッケルあるいはニ
ッケルを主成分とするニッケル基合金などを用いること
ができ、さらには NiO 表面酸化膜を有する SOE テープ
なども使用できる。この配向金属基材上に、ペロブスカ
イト型の結晶構造を有する第 1 の酸化物を形成する際
には、例えばレーザーアブレーション法を用いる。第 1
の酸化物と配向金属基材との間に、例えば配向性を向
上させるためにさらに中間層を挟むことはいっこうに差
し支えない。第 1 の酸化物としては LaNiO3 が好まし
く、またその膜厚は 0.2〜0.8 μｍであることが好まし
い。
【００２２】本発明の、LPE 法による 123 型超電導体
の作製においてヘテロエピタキシャル成長が可能な種膜
となる酸化物薄膜である REGaO3（ただし、RE は La、N
d、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選
ばれる 1 種の元素あるいは2 種以上の元素の組み合わ
せを表す）からなる第 2 の酸化物は、ペロブスカイト
型結晶構造を有する第 1 の酸化物上に形成されるが、
この第 1 の酸化物の形態は、例えば単結晶や気相成長
法や液相成長法によりエピタキシャルに形成された高配
向性薄膜であることが好ましく、レーザーアブレーショ
ン法で形成されることがより好ましい。
の作製においてヘテロエピタキシャル成長が可能な種膜
となる酸化物薄膜である REGaO3（ただし、RE は La、N
d、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選
ばれる 1 種の元素あるいは2 種以上の元素の組み合わ
せを表す）からなる第 2 の酸化物は、ペロブスカイト
型結晶構造を有する第 1 の酸化物上に形成されるが、
この第 1 の酸化物の形態は、例えば単結晶や気相成長
法や液相成長法によりエピタキシャルに形成された高配
向性薄膜であることが好ましく、レーザーアブレーショ
ン法で形成されることがより好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００２４】図 1 は第 1 の酸化物としてペロブスカイ
ト型の結晶構造を有する SrTiO3、LaAlO3、NdGaO3 ある
いは LaGaO3 などの単結晶基材 14 上に、第 2 の酸化
物である結晶質 NdGaO3 膜 12 を介して 123 型酸化物
超電導体 YBCO 16 を形成してなる酸化物超電導体構造
物の断面図である。YBCO 16 は液相エピタキシャル法に
より形成され、種膜である NdGaO3 膜 12 は、ペロブス
カイト型単結晶基材 14を加熱することなしにレーザー
アブレーション法で形成された Nd、Ga、O よりなるア
モルファス酸化物を 950℃ にてアニールすることによ
り得られている。
ト型の結晶構造を有する SrTiO3、LaAlO3、NdGaO3 ある
いは LaGaO3 などの単結晶基材 14 上に、第 2 の酸化
物である結晶質 NdGaO3 膜 12 を介して 123 型酸化物
超電導体 YBCO 16 を形成してなる酸化物超電導体構造
物の断面図である。YBCO 16 は液相エピタキシャル法に
より形成され、種膜である NdGaO3 膜 12 は、ペロブス
カイト型単結晶基材 14を加熱することなしにレーザー
アブレーション法で形成された Nd、Ga、O よりなるア
モルファス酸化物を 950℃ にてアニールすることによ
り得られている。
【００２５】ペロブスカイト型結晶構造の NdGaO3 は 1
23 型酸化物超電導体の一種であるYBCO に対する格子不
整合率が約 0.8 % 程度と非常に小さいため、近年この
NdGaO3 の単結晶を用いた、YBCO のヘテロエピタキシャ
ル LPE 成長が試みられてきた。しかしながら、 NdGaO3
の薄膜を種膜として用いた例はこれまでに全く報告が
ない。
23 型酸化物超電導体の一種であるYBCO に対する格子不
整合率が約 0.8 % 程度と非常に小さいため、近年この
NdGaO3 の単結晶を用いた、YBCO のヘテロエピタキシャ
ル LPE 成長が試みられてきた。しかしながら、 NdGaO3
の薄膜を種膜として用いた例はこれまでに全く報告が
ない。
【００２６】したがって、本発明の第 1 の特徴は NdGa
O3 薄膜が YBCO の LPE 成長におけるヘテロエピタキシ
ャル成長の種膜として使用可能なことを初めて確認した
ことである。
O3 薄膜が YBCO の LPE 成長におけるヘテロエピタキシ
ャル成長の種膜として使用可能なことを初めて確認した
ことである。
【００２７】本発明の第 2 の特徴は、LPE 法による YB
CO 膜形成の際の種膜として用いるNdGaO3 膜が、レーザ
ーアブレーション法を利用した非常に簡便な方法で形成
できることを見いだした点にある。すなわち、基材を加
熱することなしに、レーザーアブレーション法で基材上
に Nd、Ga、O よりなるアモルファス酸化物膜を形成し
た後、このアモルファス酸化物膜を大気中でのアニール
により結晶化させると、非常に配向度がよい結晶質 NdG
aO3 膜が容易に得られることが確認された。結晶配向性
に優れた NdGaO3 薄膜が上述のような簡便な手法で得ら
れることには工業的に重要な意義があり、大面積薄膜、
あるいは長尺線材の作製を大いに容易ならしめることが
期待できる。
CO 膜形成の際の種膜として用いるNdGaO3 膜が、レーザ
ーアブレーション法を利用した非常に簡便な方法で形成
できることを見いだした点にある。すなわち、基材を加
熱することなしに、レーザーアブレーション法で基材上
に Nd、Ga、O よりなるアモルファス酸化物膜を形成し
た後、このアモルファス酸化物膜を大気中でのアニール
により結晶化させると、非常に配向度がよい結晶質 NdG
aO3 膜が容易に得られることが確認された。結晶配向性
に優れた NdGaO3 薄膜が上述のような簡便な手法で得ら
れることには工業的に重要な意義があり、大面積薄膜、
あるいは長尺線材の作製を大いに容易ならしめることが
期待できる。
【００２８】上述のように、ＮｄＧａＯ3 種膜は、ＰＬ
Ｄ法と後熱処理工程により形成される。その具体的成膜
方法について、以下に説明する。
Ｄ法と後熱処理工程により形成される。その具体的成膜
方法について、以下に説明する。
【００２９】ＰＬＤ法のレーザー（エキシマレーザー）
蒸着の条件は、以下の通りである。
蒸着の条件は、以下の通りである。
【００３０】基板温度：室温（２５〜３０℃）〜７５０
℃、好ましくは室温 酸素分圧：１０〜５０Ｐａ、望ましくは２０〜２５Ｐａ レーザーエネルギー密度：０．５〜５Ｊ／ｃｍ2、好ま
しくは１〜３Ｊ／ｃｍ2 レーザー周波数：１〜２００Ｈｚ、望ましくは１〜２０
Ｈｚ 成膜（蒸着）時間：５〜３０分、望ましくは５〜２０
分。
℃、好ましくは室温 酸素分圧：１０〜５０Ｐａ、望ましくは２０〜２５Ｐａ レーザーエネルギー密度：０．５〜５Ｊ／ｃｍ2、好ま
しくは１〜３Ｊ／ｃｍ2 レーザー周波数：１〜２００Ｈｚ、望ましくは１〜２０
Ｈｚ 成膜（蒸着）時間：５〜３０分、望ましくは５〜２０
分。
【００３１】後熱処理の条件は、以下の通りである。
【００３２】雰囲気：酸素雰囲気もしくは大気雰囲気 温度：８００〜１２００℃、好ましくは９５０〜１００
０℃ 熱処理時間：１０〜３００分、好ましくは３０〜１２０
分。
０℃ 熱処理時間：１０〜３００分、好ましくは３０〜１２０
分。
【００３３】上記の条件で成膜し、熱処理すると、ペロ
ブスカイト構造を有する単結晶基板上では、種膜として
充分な結晶性を有するＮｄＧａＯ3 種膜を得ることが出
来る。図３は、このようにして、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基
板上に形成されたＮｄＧａＯ 3 種膜の、２θ−θ法によ
るＸＲＤパターンおよびＮｄＧａＯ3 種膜の極点図測定
結を示す。
ブスカイト構造を有する単結晶基板上では、種膜として
充分な結晶性を有するＮｄＧａＯ3 種膜を得ることが出
来る。図３は、このようにして、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基
板上に形成されたＮｄＧａＯ 3 種膜の、２θ−θ法によ
るＸＲＤパターンおよびＮｄＧａＯ3 種膜の極点図測定
結を示す。
【００３４】なお、図6は、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上
にＰＬＤ法により室温で形成されたＮｄＧａＯ3 種膜上
に、ＬＰＥ法により形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、
２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示す特性図であり、
図7は、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上にＰＬＤ法により７
５０℃で形成されたＮｄＧａＯ3 種膜上に、ＬＰＥ法に
より形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、２θ−θ法によ
るＸＲＤパターンを示す特性図である。。
にＰＬＤ法により室温で形成されたＮｄＧａＯ3 種膜上
に、ＬＰＥ法により形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、
２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示す特性図であり、
図7は、ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上にＰＬＤ法により７
５０℃で形成されたＮｄＧａＯ3 種膜上に、ＬＰＥ法に
より形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、２θ−θ法によ
るＸＲＤパターンを示す特性図である。。
【００３５】一方、ペロブスカイト構造を有する単結晶
基板上ではなく、配向ＮｉおよびＮｉ基合金や配向銀な
どの金属基板上では、その結晶性は不充分である。従っ
て、このような配向金属基板上にＬＰＥ法によるＹＢＣ
Ｏ型超電導膜（酸化物超電導線材）を形成するために
は、種膜であるＮｄＧａＯ3 と金属基板の間に中間層を
形成する必要がある。
基板上ではなく、配向ＮｉおよびＮｉ基合金や配向銀な
どの金属基板上では、その結晶性は不充分である。従っ
て、このような配向金属基板上にＬＰＥ法によるＹＢＣ
Ｏ型超電導膜（酸化物超電導線材）を形成するために
は、種膜であるＮｄＧａＯ3 と金属基板の間に中間層を
形成する必要がある。
【００３６】この中間層としては、ＬａＮｉＯ3 が非常
に有効であり、ＬａＮｉＯ3 中間層を形成することが、
本発明の第３の特徴である。従って、ＬＰＥ法により前
記配向金属基板２０の上にＮｄＧａＯ3 種膜１２を介し
てＹＢＣＯ型超電導膜を形成し、酸化物超電導線材を作
製するためには、図２に示すように、中間層１８を介在
させた構造とすることが必要である。
に有効であり、ＬａＮｉＯ3 中間層を形成することが、
本発明の第３の特徴である。従って、ＬＰＥ法により前
記配向金属基板２０の上にＮｄＧａＯ3 種膜１２を介し
てＹＢＣＯ型超電導膜を形成し、酸化物超電導線材を作
製するためには、図２に示すように、中間層１８を介在
させた構造とすることが必要である。
【００３７】本発明の第４の特徴は、前記配向金属基板
上にＬａＮｉＯ3 中間層を形成する方法である。具体的
なＬａＮｉＯ3 中間層の形成方法について、以下に説明
する。
上にＬａＮｉＯ3 中間層を形成する方法である。具体的
なＬａＮｉＯ3 中間層の形成方法について、以下に説明
する。
【００３８】ＰＬＤ法のレーザー（エキシマレーザー）
蒸着の条件は、以下の通りである。
蒸着の条件は、以下の通りである。
【００３９】基板温度：６００〜７５０℃、好ましくは
６５０〜７００℃ 酸素分圧：１０〜５０Ｐａ、好ましくは２０〜２５Ｐａ レーザーエネルギー密度：０．５〜５Ｊ／ｃｍ2、好ま
しくは１〜３Ｊ／ｃｍ2 レーザー周波数：１〜２００Ｈｚ、好ましくは１０〜５
０Ｈｚ 成膜（蒸着）時間：５〜６０分、好ましくは２０〜４０
分。
６５０〜７００℃ 酸素分圧：１０〜５０Ｐａ、好ましくは２０〜２５Ｐａ レーザーエネルギー密度：０．５〜５Ｊ／ｃｍ2、好ま
しくは１〜３Ｊ／ｃｍ2 レーザー周波数：１〜２００Ｈｚ、好ましくは１０〜５
０Ｈｚ 成膜（蒸着）時間：５〜６０分、好ましくは２０〜４０
分。
【００４０】図5は、このようにして配向金属基板上に
形成されたＬａＮｉＯ3 中間層の、２θ−θ法によるＸ
ＲＤパターンを示す特性図である。なお、図4は、Ｓｒ
ＴｉＯ3 単結晶基板上に形成されたＬａＮｉＯ3 中間層
の、２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示す特性図であ
る。
形成されたＬａＮｉＯ3 中間層の、２θ−θ法によるＸ
ＲＤパターンを示す特性図である。なお、図4は、Ｓｒ
ＴｉＯ3 単結晶基板上に形成されたＬａＮｉＯ3 中間層
の、２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示す特性図であ
る。
【００４１】
【発明の効果】従来、ＬＰＥ法によりＹＢＣＯ型超電導
膜を直接形成することが出来ない基板（ＭｇＯ，ＳｒＴ
ｉＯ3 ，ＬａＡｌＯ3 および金属基板等）を用いる場合
には、まず基板上に種膜を形成した上、その種膜の上に
ＹＢＣＯ型超電導膜を形成していた。これまで、種膜と
してＹＢＣＯ型超電導膜が用いられ、そのＹＢＣＯ型超
電導種膜はＰＬＤ法等により形成されている。しかし、
ＰＬＤ法によるＹＢＣＯ型超電導種膜の形成において、
種膜の結晶性は成膜温度、酸素圧等の成膜条件に大きく
依存する。さらに、線材のような長い基板上に均質な種
膜を得るのは非常に困難であった。
膜を直接形成することが出来ない基板（ＭｇＯ，ＳｒＴ
ｉＯ3 ，ＬａＡｌＯ3 および金属基板等）を用いる場合
には、まず基板上に種膜を形成した上、その種膜の上に
ＹＢＣＯ型超電導膜を形成していた。これまで、種膜と
してＹＢＣＯ型超電導膜が用いられ、そのＹＢＣＯ型超
電導種膜はＰＬＤ法等により形成されている。しかし、
ＰＬＤ法によるＹＢＣＯ型超電導種膜の形成において、
種膜の結晶性は成膜温度、酸素圧等の成膜条件に大きく
依存する。さらに、線材のような長い基板上に均質な種
膜を得るのは非常に困難であった。
【００４２】本発明では、ＬＰＥ法によるＹＢＣＯ型超
電導膜形成の種膜になるＮｄＧａＯ 3 薄膜をＰＬＤ法に
より室温でアモルファス状態で成膜し、その後、大気圧
雰囲気で熱処理する簡便な方法で得られることができ
る。従って、大面積のみならず線材等の長い基板上での
均質な種膜形成が可能であるため、ＬＰＥ法によるＹＢ
ＣＯ酸化物超電導線材の作製が可能である。
電導膜形成の種膜になるＮｄＧａＯ 3 薄膜をＰＬＤ法に
より室温でアモルファス状態で成膜し、その後、大気圧
雰囲気で熱処理する簡便な方法で得られることができ
る。従って、大面積のみならず線材等の長い基板上での
均質な種膜形成が可能であるため、ＬＰＥ法によるＹＢ
ＣＯ酸化物超電導線材の作製が可能である。
【図１】本発明の一実施形態に係る、ＳｒＴｉＯ3 ，Ｌ
ａＡｌＯ3 あるいはＮｄＧａＯ 3 単結晶基板上にＮｄＧ
ａＯ3 種膜を介してＹＢＣＯ型超電導膜を形成してなる
た超電導体線材を概念的に示す断面図。
ａＡｌＯ3 あるいはＮｄＧａＯ 3 単結晶基板上にＮｄＧ
ａＯ3 種膜を介してＹＢＣＯ型超電導膜を形成してなる
た超電導体線材を概念的に示す断面図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る、配向金属基板上
にＬａＮｉＯ3 中間層およびＮｄＧａＯ3 種膜を介して
ＹＢＣＯ型超電導膜を形成してなる酸化物超電導線材を
概念的に示す断面図。
にＬａＮｉＯ3 中間層およびＮｄＧａＯ3 種膜を介して
ＹＢＣＯ型超電導膜を形成してなる酸化物超電導線材を
概念的に示す断面図。
【図３】ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上に形成されたＮｄＧ
ａＯ3 種膜の、２θ−θ法によるＸＲＤパターン、挿入
図はＮｄＧａＯ3 種膜の極点図測定結を示す特性図。
ａＯ3 種膜の、２θ−θ法によるＸＲＤパターン、挿入
図はＮｄＧａＯ3 種膜の極点図測定結を示す特性図。
【図４】ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上に形成されたＬａＮ
ｉＯ3 中間層の、２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示
す特性図。
ｉＯ3 中間層の、２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示
す特性図。
【図５】配向金属基板上に形成されたＬａＮｉＯ3 中間
層の、２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示す特性図。
層の、２θ−θ法によるＸＲＤパターンを示す特性図。
【図６】ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上にＰＬＤ法により室
温で形成されたＮｄＧａＯ3 種膜上に、ＬＰＥ法により
形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、２θ−θ法によるＸ
ＲＤパターンを示す特性図。
温で形成されたＮｄＧａＯ3 種膜上に、ＬＰＥ法により
形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、２θ−θ法によるＸ
ＲＤパターンを示す特性図。
【図７】ＳｒＴｉＯ3 単結晶基板上にＰＬＤ法により７
５０℃で形成されたＮｄＧａＯ 3 種膜上に、ＬＰＥ法に
より形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、２θ−θ法によ
るＸＲＤパターンを示す特性図。
５０℃で形成されたＮｄＧａＯ 3 種膜上に、ＬＰＥ法に
より形成されたＹＢＣＯ型超電導膜の、２θ−θ法によ
るＸＲＤパターンを示す特性図。
１２…ＮｄＧａＯ3 種膜 １４…単結晶基板 １６…ＬＰＥ法により形成されるＹＢＣＯ型超電導膜 １８…ＬａＮｉＯ3 中間層 ２０…配向金属基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 391004481 財団法人国際超電導産業技術研究センター 東京都港区新橋５丁目34番３号 栄進開発 ビル６階 (72)発明者 金 錫範 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター超電導工 学研究所内 (72)発明者 前田 敏彦 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター超電導工 学研究所内 (72)発明者 松本 要 大阪府高槻市真上町６−52−７ (72)発明者 山際 勝也 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター超電導工 学研究所内 (72)発明者 須賀 俊裕 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電導 工学研究所内 (72)発明者 山田 容士 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター超電導工 学研究所内 (72)発明者 平林 泉 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター超電導工 学研究所内 Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BC53 CG01 ED06 EF03 5G321 AA02 AA04 CA24 CA27 CA28 DB21 DB38
Claims (11)
- 【請求項１】RE（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、
Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元
素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す）、G
a、Oよりなるアモルファス酸化物を形成する工程と、 該アモルファス酸化物を、該アモルファス酸化物の形成
温度よりも高い温度でアニールすることにより結晶化さ
せて結晶質 REGaO3 を形成する工程と、 を具備する結晶質 REGaO3 膜の製造方法。 - 【請求項２】RE、Ga、O よりなるアモルファス酸化物を
形成する工程と、 該アモルファス酸化物を、該アモルファス酸化物の形成
温度よりも高い温度でアニールすることにより結晶化さ
せて結晶質 REGaO3 を形成する工程と、 を具備する結晶質 REGaO3 膜の製造方法において、 RE が La あるいは Nd であることを特徴とする請求項
1 に記載の結晶質 REGaO3 膜の製造方法。 - 【請求項３】ペロブスカイト型の結晶構造を有する第 1
の酸化物と、 この第 1 の酸化物上に形成された結晶質の REGaO3（た
だし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Y
b、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは2 種以
上の元素の組み合わせを表す）よりなる第 2 の酸化物
と、 この第 2 の酸化物上に形成された酸化物超電導体と、 を具備する酸化物超電導体構造物であって、 該第 1 の酸化物が RENiO3 であることを特徴とする酸
化物超電導体構造物。 - 【請求項４】酸化物超電導体はレーザーアブレーション
法で形成されることを特徴とする請求項 3 に記載の酸
化物超電導体構造物の製造法。 - 【請求項５】ペロブスカイト型の結晶構造を有する第 1
の酸化物と、 この第 1 の酸化物上に形成された、結晶質の REGaO3
（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、E
r、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2
種以上の元素の組み合わせを表す）よりなる第 2 の酸
化物と、 この第 2 の酸化物上に形成された酸化物超電導体と、 を具備する酸化物超電導体構造物において、 該酸化物超電導体は液相成長法により形成されることを
特徴とする酸化物超電導体構造物の製造法。 - 【請求項６】金属基材と、 この金属基材上に直接、あるいは適当な一種あるいは二
種以上の酸化物中間層を介した状態で形成されたペロブ
スカイト型の結晶構造を有する第 1 の酸化物と、 結晶質の REGaO3（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種
の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表す）
よりなる第 2 の酸化物と、 を具備することを特徴とする請求項 3〜5 のいずれかの
項に記載の酸化物超電導体構造物。 - 【請求項７】金属基材が銀、銀を主成分とする銀合金、
ニッケル、ニッケルを主成分とするニッケル合金のいず
れかであることを特徴とする請求項 6 に記載の酸化物
超電導体構造物。 - 【請求項８】ペロブスカイト型結晶構造を有する第 1
の酸化物は、レーザーアブレーション法で形成されるこ
とを特徴とする請求項 3〜7 のいずれかの項に記載の酸
化物超電導体構造物の製造法。 - 【請求項９】結晶質の REGaO3（ただし、RE は La、N
d、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選
ばれる 1 種の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わ
せを表す）よりなる第 2 の酸化物の形成法が、 RE、Ga、O よりなるアモルファス酸化物を形成する工程
と、 該アモルファス酸化物を、該アモルファス酸化物の形成
温度よりも高い温度でアニールすることにより結晶化さ
せて結晶質 REGaO3 を形成する工程と、 を具備することを特徴とする請求項 3〜8 のいずれかの
項に記載の酸化物超電導体構造物の製造法。 - 【請求項１０】RE（ただし、RE は La、Nd、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu のうちより選ばれる 1 種
の元素あるいは 2 種以上の元素の組み合わせを表
す）、Ga、Oよりなるアモルファス酸化物は、レーザー
アブレーション法により形成されることを特徴とする請
求項 9 に記載の酸化物超電導体構造物の製造法。 - 【請求項１１】酸化物超電導体は REBa2Cu3O7-δ（ただ
し、RE は La、Nd、Pr、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、
Lu のうちより選ばれる 1 種の元素あるいは 2 種以上
の元素の組み合わせを表す、またδ は 0 と 1 との間
の数で、0 に近い数を表す）の化学式で表されることを
特徴とする請求項 3〜10 のいずれかの項に記載の酸化
物超電導体構造物。
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|---|---|---|---|
| JP2001076151A JP2002279838A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 酸化物薄膜の製造方法及び酸化物薄膜を用いた超電導体構造物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076151A JP2002279838A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 酸化物薄膜の製造方法及び酸化物薄膜を用いた超電導体構造物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002279838A true JP2002279838A (ja) | 2002-09-27 |
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ID=18933131
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|---|---|---|---|
| JP2001076151A Pending JP2002279838A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 酸化物薄膜の製造方法及び酸化物薄膜を用いた超電導体構造物およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002279838A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160820B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-01-09 | International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation | Method of preparing oxide crystal film/substrate composite and solution for use therein |
| JP2013006759A (ja) * | 2011-05-23 | 2013-01-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 酸化物超電導薄膜 |
| EP2607317A1 (en) * | 2011-05-23 | 2013-06-26 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Oxide superconducting thin film |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001076151A patent/JP2002279838A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160820B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-01-09 | International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation | Method of preparing oxide crystal film/substrate composite and solution for use therein |
| JP2013006759A (ja) * | 2011-05-23 | 2013-01-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 酸化物超電導薄膜 |
| EP2607317A1 (en) * | 2011-05-23 | 2013-06-26 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Oxide superconducting thin film |
| EP2607317A4 (en) * | 2011-05-23 | 2013-11-20 | Furukawa Electric Co Ltd | SUPERCONDUCTIVE OXIDE THIN LAYER |
| CN103547533A (zh) * | 2011-05-23 | 2014-01-29 | 古河电气工业株式会社 | 氧化膜超导薄膜 |
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