JP2579311B2 - 超電導体の劣化防止方法 - Google Patents

超電導体の劣化防止方法

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JP2579311B2 JP62087454A JP8745487A JP2579311B2 JP 2579311 B2 JP2579311 B2 JP 2579311B2 JP 62087454 A JP62087454 A JP 62087454A JP 8745487 A JP8745487 A JP 8745487A JP 2579311 B2 JP2579311 B2 JP 2579311B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、たとえば超電導マグネットや超電導ケーブ
ル、あるいは超伝導記憶素子等の超電導デバイスに用い
られる超電導薄膜の劣化防止方法に関するものである。
[従来の技術] 近来、常電導状態から超電導状態へ遷移する臨界温度
(Tc)がきわめて高い酸化物系の超電導材料が種々発見
されつつある。
この超電導材料の中には、A−B−Cu−O系(ただ
し、AはLa、Ce、Y等のIII a族元素を示し、BはSr、B
a等のアルカリ土類金属元素を示す)ペロブスカイト型
化合物の材料からなる酸化物系のものがある。
第2図はこのような材料によって作られた薄膜状の超
電導体の一例を示しており、これは、サファイア等から
なる基板1の上に、超電導薄膜2が形成されたものであ
る。この超電導薄膜2は、上記超電導材料からなるター
ゲットに加速イオンを衝突させ、その表面から叩き出さ
れた原子を基板1上に薄膜2として付着させる高周波ス
パッタ法によって作られたものである。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、上記系の材料からなる超電導薄膜2は、大
気に置かれた場合、その表面が大気に露出するため、酸
素原子が大気中に抜け出て結晶格子中に酸素空格子点が
多数存在する傾向があり、この酸素空格子点の量によっ
て臨界温度(Tc)等の超電導特性が大きく変化する。
また、上記超電導材料の中のA元素やB元素の酸化物
等が薄膜2の結晶粒界等に存在すると、これらが大気中
の水分および炭酸ガスと反応して水酸化物よ炭酸化物と
なり、このため、薄膜2が変質することにより劣化して
満足な超電導特性が得られなくなる可能性がある。
このように、上記超電導薄膜2は大気に露出すること
により、大気中に含まれる成分と反応してその超電導特
性に影響を受け、特に体積に比べて表面積が大きい薄膜
であるから、大気露出による経時的な特性変化は著しい
ものであった。
[問題点を解決するための手段] 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あって、基板上に設けられる酸化物系の超電導薄膜の表
面に、該超電導薄膜および大気中に含まれる成分とも反
応性を有しない安定な材質からなる防食層を形成したこ
とを特徴としている。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
第1図は、本発明をLa−Sr−Cu−O系の超電導薄膜に
適用した例を説明するためものであり、符号2で示され
るものがその超電導薄膜である。この超電導薄膜2は、
La、Sr、Cu、Oのそれぞれが所定の組成に配合された超
電導材料のターゲットT1をスパッタ装置にセットし、Ar
ガス+O2ガスの雰囲気で高周波マグネトロンスパッタリ
ングを行なうことにより、サファイア等からなる基板1
上に形成されたものである。
次に、この超電導薄膜2の劣化を防止する方法の一例
を本発明に沿って説明する。
まず、Pt等からなる防食層材料のターゲットT2を用意
する。そして、このターゲットT2をスパッタ装置にセッ
トし、上記と同様にしてスパッタリングを行なうことに
より、前記超電導薄膜2の上にPtからなる防食層3を形
成する。
このように、超電導薄膜2の上にPtの防食層3を形成
したことにより、超電導薄膜2は、大気中において酸素
原子が抜け出ることがなく、このため、臨界温度(Tc)
等の超電導特性が劣化することがない。また、超電導薄
膜2と大気中に含まれる水分おび炭酸ガスとの反応を防
止でき、超電導薄膜2が変質して劣化することがほとん
どない。
また、超電導薄膜2の上に防食層3として形成された
Ptは、大気中に含まれるO2、水分および二酸化炭素ガス
等に対してきわめて安定であり、さらに超電導体2に含
まれる各成分とも拡散等の反応をほとんど示さずきわめ
て安定な材質であるため、超電導薄膜2に対して、組成
を変化させる等の影響をおよぼすことがない。したがっ
て、超電導薄膜2の経時的な劣化を防止することがで
き、長期に亙って超電導特性が高いものが得られる。
なお、上記の場合、基板1と超電導薄膜2との間に形
成する防食層3としてPtを用いたが、この代わりにPt−
Au合金、Au,Ag、またはこれらにCuが適宜量添加された
合金、あるいはAl等の金属やAl2O3,MgO等のセラミック
ス等、大気および超電導薄膜2に含まれるいずれの成分
に対しても反応性を有することのない安定な材質であれ
ば何を用いてもよい。
また、La−Sr−Cu−O系の超電導材料に適用したが、
Laの代わりに、Y、Sc、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、
Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等のIII a族元素の1種以上、
また、Srの代わりに、Ba、Be、Mg、Ra等のアルカリ土類
金属元素の1種以上が用いられた酸化物系のものに適用
してもよい。
[実施例1」 次に、本発明の一実施例を具体的に説明する。
まず、La、Sr、Cu、Oのそれぞれが 1.85:0.15:1.0:4.0 の組成比率に配合された超電導材料からなるターゲット
を、高周波マグネトロンスパッタ法によりAr50%、O250
%−圧力0.6Paのガス雰囲気下で、サファイアからなる
基板の上に超電導薄膜を形成する。この状態で、この超
電導薄膜の臨界温度(Tc)は26Kを示した。
続いて、Ptのターゲットを高周波マグネトロンスパッ
タ法により、Ar100%の雰囲気で上記超電導薄膜の上に
膜厚が約1μmのPtからなる防食層を形成する。
このようにPtからなる防食層が表面に形成された超電
導薄膜は、10日間大気中放置後、臨界温度(Tc)は26K
と変化がなかった。一方、Pt防食層を形成しなかった超
電導薄膜は、臨界温度(Tc)が9Kと下がっていた。
[実施例2] 次に、本発明の第二実施例を具体的に説明する。
まず、Y、Ba、Cuのそれぞが 1.85:0.15:1.0 の組成比率に配合された酸化物超電導材料からなるター
ゲットを、高周波マグネトロンスパッタ法によりAr50
%、O250%−圧力0.6Paのガス雰囲気下で、サファイア
からなる基板の上に超電導薄膜を形成する。この状態
で、この超電導薄膜の臨界温度(Tc)は65Kを示した。
続いて、Ptのターゲットを高周波マグネトロンスパッ
タ法により、Ar100%の雰囲気で上記超電導薄膜の上に
膜厚が約1μmのPtからなる防食層を形成する。
このようにPtからなる防食層が表面に形成された超電
導薄膜は、湿度90%、70℃に1日間放置後、臨界温度
(Tc)は65Kと変化がなかった。一方、Pt防食層を形成
しなかった超電導薄膜は、臨界温度(Tc)が30Kと下が
っていた。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の超電導薄膜の劣化防止
方法によれば、基板上に設けられる超電導薄膜の表面
に、該超電導薄膜および大気中に含まれるあらゆる成分
とも反応性を有しない安定な材質からなる防食層を形成
したことにより、大気中において超電導薄膜から酸素原
子が抜け出ることがなく、このため、臨界温度(Tc)等
の超電導特性が劣化することがない。また、超電導薄膜
と大気中に含まれる水分および炭酸ガス等の不純物が反
応することを防止でき、このため超電導薄膜が変質して
劣化することがほとんどない。
この結果、超電導薄膜の経時的な劣化を防止すること
ができ、長期に亙って超電導特性が安定した製品を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明するためのもので超電
導薄膜の断面図、第2図は従来の超電導薄膜の断面図で
ある。 1……基板、2……La−Sr−Cu−O系の超電導材料から
なる薄膜(超電導体)、3……防食層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 優 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 河野 宰 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−244527(JP,A) 特開 昭56−82511(JP,A) 特開 昭63−248010(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に設けられる酸化物系の超電導薄膜
    の表面に、該超電導薄膜および大気中に含まれる成分と
    反応しない安定な材質からなる防食層を形成したことを
    特徴とする超電導薄膜の劣化防止方法。
JP62087454A 1987-04-09 1987-04-09 超電導体の劣化防止方法 Expired - Lifetime JP2579311B2 (ja)

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