JP2600100B2 - 酸化物微粒子積層膜の製法 - Google Patents
酸化物微粒子積層膜の製法Info
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化物高温超電導体の厚
膜・堆積膜・傾斜積層膜の製法に関するものである。
膜・堆積膜・傾斜積層膜の製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来セラミックス積層膜の成膜法として
は、 ( １)粉末傾斜組成充填法、 ( ２)粒子噴射配列法、 (
３)ＰＶＤ法及びＣＶＤ法などが知られている。
は、 ( １)粉末傾斜組成充填法、 ( ２)粒子噴射配列法、 (
３)ＰＶＤ法及びＣＶＤ法などが知られている。
【０００３】 ( １)は金型内に粉末を一層ずつ積み上げて
ゆく方法で、簡単に行うことができるが組成ステップの
幅に限界があり、微細な制御は難しい。また組成の不連
続部分での剥離・亀裂が起こりやすい問題がある。
ゆく方法で、簡単に行うことができるが組成ステップの
幅に限界があり、微細な制御は難しい。また組成の不連
続部分での剥離・亀裂が起こりやすい問題がある。
【０００４】 ( ２)は混合粉末の割合の異なる懸濁液を数
種用い所定の組成になるように噴射ノズルで基盤上に堆
積する方法である。この場合粉末安定供給の問題や、形
状付与性・積層面積の制約という問題がある。
種用い所定の組成になるように噴射ノズルで基盤上に堆
積する方法である。この場合粉末安定供給の問題や、形
状付与性・積層面積の制約という問題がある。
【０００５】 ( ３)のＰＶＤ法（物理蒸着法）は加熱蒸発
させた金属を基盤上に析出させる方法、ＣＶＤ法（化学
蒸着法）は金属塩・有機金属ガスを原料に気相反応で加
熱した基盤上に目的とする微粒子を析出させる方法で、
いずれも気相反応に供給する原料の組成を徐々に変化さ
せて積層膜の作製が試みられている。しかしこれらの方
法には反応の安定化や再現性の問題、堆積速度が小さい
ことやコストの問題がある。
させた金属を基盤上に析出させる方法、ＣＶＤ法（化学
蒸着法）は金属塩・有機金属ガスを原料に気相反応で加
熱した基盤上に目的とする微粒子を析出させる方法で、
いずれも気相反応に供給する原料の組成を徐々に変化さ
せて積層膜の作製が試みられている。しかしこれらの方
法には反応の安定化や再現性の問題、堆積速度が小さい
ことやコストの問題がある。
【０００６】［発明が解決しようとする課題］本発明は
以上の方法の持つ欠点を解消し、超電導体の組成ステッ
プ幅の均一・微細な制御を可能とする成膜法として、高
温酸化物超電導体の厚膜・堆積膜・傾斜積層膜としての
実用化を目的とする。
以上の方法の持つ欠点を解消し、超電導体の組成ステッ
プ幅の均一・微細な制御を可能とする成膜法として、高
温酸化物超電導体の厚膜・堆積膜・傾斜積層膜としての
実用化を目的とする。
【０００７】［課題を解決するための手段］本発明者は
酸化物高温超電導体の噴霧熱分解法による超微粒子合成
において、熱分解後のエアロゾル状態ですでに超電導特
性を示す超微粒子を比較的簡単に直接合成できることに
着目した。また本方法によれば、溶液の組成を調製して
超電導体の部分的な組成を持つ超電導体前駆体微粒子や
他の微粒子も合成可能である。
酸化物高温超電導体の噴霧熱分解法による超微粒子合成
において、熱分解後のエアロゾル状態ですでに超電導特
性を示す超微粒子を比較的簡単に直接合成できることに
着目した。また本方法によれば、溶液の組成を調製して
超電導体の部分的な組成を持つ超電導体前駆体微粒子や
他の微粒子も合成可能である。
【０００８】この特徴を生かしエアロゾル状態の微粒子
の供給量を弁などで制御することで、組成ステップ幅を
均一・微細に制御した比較的高速な積層成膜が行い得る
のではないかと考えた。また積層膜を熱処理して、固相
拡散反応を利用し各層の相互作用により結晶粒配向化を
起こさせて、異方性微細構造を持つ超電導体厚膜の作製
が可能となり得る。以上の観点で検討を重ねた結果、本
発明に到達した。
の供給量を弁などで制御することで、組成ステップ幅を
均一・微細に制御した比較的高速な積層成膜が行い得る
のではないかと考えた。また積層膜を熱処理して、固相
拡散反応を利用し各層の相互作用により結晶粒配向化を
起こさせて、異方性微細構造を持つ超電導体厚膜の作製
が可能となり得る。以上の観点で検討を重ねた結果、本
発明に到達した。
【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。本発明
は、 ( １)噴霧熱分解法による超電導体微粒子またはその
前駆体微粒子・超電導以外の金属系微粒子などの２種類
の微粒子の合成、 ( ２)電磁弁などによる複数成分微粒子
の流れの制御とフィルタ−トラップなどによる膜形成、
の２つの構成要素よりなる（図１）。
は、 ( １)噴霧熱分解法による超電導体微粒子またはその
前駆体微粒子・超電導以外の金属系微粒子などの２種類
の微粒子の合成、 ( ２)電磁弁などによる複数成分微粒子
の流れの制御とフィルタ−トラップなどによる膜形成、
の２つの構成要素よりなる（図１）。
【００１０】 ( １)では超電導体の組成となるように調製
した硝酸塩などの溶液を霧化装置により微小な液滴と
し、これを所定の温度・雰囲気・流量条件で反応ゾ−ン
内で極めて短時間の内に乾燥−反応−結晶化を起こさせ
て超電導体微粒子を得る。超電導体前駆体や他の微粒子
の場合は、それらの組成に応じた溶液を用いる。
した硝酸塩などの溶液を霧化装置により微小な液滴と
し、これを所定の温度・雰囲気・流量条件で反応ゾ−ン
内で極めて短時間の内に乾燥−反応−結晶化を起こさせ
て超電導体微粒子を得る。超電導体前駆体や他の微粒子
の場合は、それらの組成に応じた溶液を用いる。
【００１１】 ( ２)では合成された各微粒子を捕集部へ交
互に供給して積層膜を作製する。すなわち第１図に示す
ように２つの噴霧熱分解反応部に例えば電磁弁を設け、
一方の弁を開放し他方を閉じる。まず開放している方の
微粒子を捕集部へ送りフィルタ−上に堆積させる。一定
時間後に弁を切り替え、最初の微粒子層の上に次の微粒
子を積層化する。この操作を繰り返すことで積層膜を形
成させる。
互に供給して積層膜を作製する。すなわち第１図に示す
ように２つの噴霧熱分解反応部に例えば電磁弁を設け、
一方の弁を開放し他方を閉じる。まず開放している方の
微粒子を捕集部へ送りフィルタ−上に堆積させる。一定
時間後に弁を切り替え、最初の微粒子層の上に次の微粒
子を積層化する。この操作を繰り返すことで積層膜を形
成させる。
【００１２】積層する各層の厚みは、電磁弁開放時間お
よび生成した微粒子の大きさにより、サブμｍ〜数 1 0μ
ｍと制御可能である。
よび生成した微粒子の大きさにより、サブμｍ〜数 1 0μ
ｍと制御可能である。
【００１３】
【実施例】実施例１ イットリウム系超電導体について、超電導体−銀積層膜
の作製を行った。まずイットリウム、バリウム、銅が原
子比で 1 : 2:3となるように調製した硝酸塩溶液を作製し
た。溶液濃度は 0.03 m ol /l とした。反応ゾ−ン温度 700
℃、キャリアガス流量は酸素 1l 毎分として噴霧熱分解を
行った。得られた超電導体微粒子を捕集部でフィルタ−
上に堆積した。
の作製を行った。まずイットリウム、バリウム、銅が原
子比で 1 : 2:3となるように調製した硝酸塩溶液を作製し
た。溶液濃度は 0.03 m ol /l とした。反応ゾ−ン温度 700
℃、キャリアガス流量は酸素 1l 毎分として噴霧熱分解を
行った。得られた超電導体微粒子を捕集部でフィルタ−
上に堆積した。
【００１４】一定時間後に電磁弁を切り替え銀の0.2 m ol
/l 硝酸塩溶液を反応ゾ−ン温度 6 00℃、キャリアガス流
量酸素 1l 毎分で噴霧熱分解し、得られた銀粒子を先に堆
積した超電導体層の上に積層化する。電磁弁の切り替え
時間は１時間とした。得られた積層膜は断面観察より超
電導層約 3 0μｍ、銀層約 5 μｍの均一な積層厚膜であっ
た。
/l 硝酸塩溶液を反応ゾ−ン温度 6 00℃、キャリアガス流
量酸素 1l 毎分で噴霧熱分解し、得られた銀粒子を先に堆
積した超電導体層の上に積層化する。電磁弁の切り替え
時間は１時間とした。得られた積層膜は断面観察より超
電導層約 3 0μｍ、銀層約 5 μｍの均一な積層厚膜であっ
た。
【００１５】作製された超電導体−銀積層膜を焼結する
ことで積層界面に平行な粒配向化が生じ、超電導臨界電
流特性が向上することがわかった。
ことで積層界面に平行な粒配向化が生じ、超電導臨界電
流特性が向上することがわかった。
【００１６】実施例２ ビスマス系超電導体について、異方性微細構造をもつ厚
膜の作製を行った。まずビスマス，鉛が原子比で 2 : 1と
なるように調製した硝酸塩溶液を作製した。溶液濃度は
0.0 7 m ol /l とした．反応ゾ−ン温度 6 00℃、キャリアガ
ス流量は酸素 1l 毎分として噴霧熱分解を行った。得られ
た超電導体前駆体 ( ａ ) 微粒子を捕集部でフィルタ−上に
堆積した。
膜の作製を行った。まずビスマス，鉛が原子比で 2 : 1と
なるように調製した硝酸塩溶液を作製した。溶液濃度は
0.0 7 m ol /l とした．反応ゾ−ン温度 6 00℃、キャリアガ
ス流量は酸素 1l 毎分として噴霧熱分解を行った。得られ
た超電導体前駆体 ( ａ ) 微粒子を捕集部でフィルタ−上に
堆積した。
【００１７】一定時間後に電磁弁を切り替え、ストロン
チウム、カルシウム、銅を 2: 1 :2 となるように調製した
溶液濃度 0.0 7 m ol /l 硝酸塩溶液を反応ゾ−ン温度 6 00
℃、キャリアガス流量酸素 1l 毎分で噴霧熱分解し、得ら
れた超電導体前駆体 ( ｂ ) 微粒子を先に堆積した超電導体
前駆体 ( ａ ) 層の上に積層化する。電磁弁の切り替え時間
は 3 0分とした。
チウム、カルシウム、銅を 2: 1 :2 となるように調製した
溶液濃度 0.0 7 m ol /l 硝酸塩溶液を反応ゾ−ン温度 6 00
℃、キャリアガス流量酸素 1l 毎分で噴霧熱分解し、得ら
れた超電導体前駆体 ( ｂ ) 微粒子を先に堆積した超電導体
前駆体 ( ａ ) 層の上に積層化する。電磁弁の切り替え時間
は 3 0分とした。
【００１８】得られた積層膜は断面観察により、超電導
体前駆体 ( ａ ) 層約 1 0μｍ、 ( ｂ ) 層約 2 0μｍの均一な積層
膜であった（図２）。これを焼結することで積層界面に
垂直方向に粒成長が起こり、結晶粒の配向化を行わせる
ことができた。
体前駆体 ( ａ ) 層約 1 0μｍ、 ( ｂ ) 層約 2 0μｍの均一な積層
膜であった（図２）。これを焼結することで積層界面に
垂直方向に粒成長が起こり、結晶粒の配向化を行わせる
ことができた。
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上説明したように他の積層成
膜法に比べ、組成ステップ幅を均一・微細に制御した積
層成膜を可能とするものであり、さらに膜質の向上によ
る臨界電流密度の増大により、厚膜などとしての超電導
材料の実用化を促進するものとして期待される。
膜法に比べ、組成ステップ幅を均一・微細に制御した積
層成膜を可能とするものであり、さらに膜質の向上によ
る臨界電流密度の増大により、厚膜などとしての超電導
材料の実用化を促進するものとして期待される。
【図１】本方法の装置構成図を示す。
【図２】図面に代えて、本方法で作製されたビスマス系
超電導体前駆体 ( ａ ) − ( ｂ ) 積層膜の電子顕微鏡写真を示
す。
超電導体前駆体 ( ａ ) − ( ｂ ) 積層膜の電子顕微鏡写真を示
す。
Claims (1)
- 【請求項１】 原料溶液を霧化して微小な液滴とし、こ
れを噴霧熱分解反応に付して、イットリウム系・ビスマ
ス系超電導体微粒子や超電導体前駆体微粒子または超電
導体以外の金属系微粒子を噴霧熱分解法によって直接合
成し、合成された各微粒子をこれらのエアロゾル状態の
微粒子の供給量を制御して基体上に送り堆積させること
を特徴とする異なる組成の微粒子層がシーケンシャルに
堆積された積層膜を作製する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169601A JP2600100B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 酸化物微粒子積層膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5169601A JP2600100B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 酸化物微粒子積層膜の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077192A JPH077192A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2600100B2 true JP2600100B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=15889523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5169601A Expired - Lifetime JP2600100B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 酸化物微粒子積層膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2600100B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9189910B2 (en) | 2010-12-17 | 2015-11-17 | Glory Ltd. | Banknote processing device and mounting table therefor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5205904B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2013-06-05 | 大日本印刷株式会社 | 金属酸化物膜の製造方法、および積層体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01179724A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 酸化物系超電導粉体の製造方法 |
| JP2808601B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1998-10-08 | ソニー株式会社 | 金属化合物薄膜の製法 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP5169601A patent/JP2600100B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9189910B2 (en) | 2010-12-17 | 2015-11-17 | Glory Ltd. | Banknote processing device and mounting table therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH077192A (ja) | 1995-01-10 |
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