JP2711253B2 - 超伝導膜及びその形成方法 - Google Patents

超伝導膜及びその形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、高Tc(転移温度)酸化物超伝導体の膜およ
びその製造方法に関し、さらに詳しくは、40゜Kより高
温で超伝導性を示す酸化物超伝導体の膜構造およびその
製造方法に関する。
B.従来技術およびその問題点 従来、金属元素および酸化物等の様々なタイプの化合
物の両方を含む多くのタイプの超伝導体が知られてい
る。BednorzおよびMuellerによりZeitschrift fr Phy
sik B,Condensed Matter64,Springer−Verlag,“Possib
le High Tc Superconductivity in the Ba−La−Cu−0S
ystem"(1986年)において報告された最初の技術的なブ
レークスルーは、過去10年間の超伝導材料研究における
最初の大きな進歩である。これによつて、材料が超伝導
状態になる臨界転移温度はかなり上昇した。
上記論文では、希土類元素または希土類様元素を含む
銅酸化物が記載されている。ここで、希土類元素はCa、
Ba、Sr等のアルカリ土類元素と置換してもよい。
Bednorz,Muellerの仕事がきつかけとなつて、多くの
研究所において、さらにTcの高い材料の開発競争が繰り
広げられている。これらの高Tc酸化物超伝導体のほとん
どは、La、Sr、Cu、OまたはY、Ba、Cu、Oの化合物で
ある。本出願人に承継された1987年3月11日出願の米国
特許出願24653号明細書で開示されている高Tc酸化物超
伝導体は、単一相バルク超伝導体であり、次のような一
般式で表わされる。
1±x2±xCu3Oy ここで、AはY(イツトリウム)、もしくはY、La、
Lu、ScまたはYbの組み合せである。MはBaもしくはBa、
SrまたはCaの組み合せである。xは0と0.5の間であ
り、yは材料の原子価の要請(valenre demands)を満
足するのに十分な値である。上記出願で開示されている
特に好ましい単一相化合物は、YBa2Cu3Oyである。
多くの応用分野において、超伝導材料を膜状、つまり
薄膜(例えば1000オングストローム)から厚膜(例え
ば、1ミクロンを越す)の範囲にすることが必要であ
る。今まで、40゜Kを越える温度で膜体であつても超伝
導体を示すにちがいないこれらの新規な高Tc酸化物超伝
導体の薄膜化にあたつて、満足な結果は得られなかつ
た。
前記のように、本発明は40゜Kを越す温度で超伝導性
を示す超伝導相を含む遷移金属酸化物に関し、さらに詳
しくはこのような材料からなる膜体およびその製造プロ
セスに関する。本発明は、特に40゜Kを越す温度で超伝
導状態にある膜体を対象としている。「高Tc」膜体とい
う言葉は、この性質を指示するのに用いる。このよう
に、本発明の膜体は、従来知られている超伝導セラミツ
ク膜、例えばBa−Pb−Bi−O膜とかLi−Ti−O膜とは明
確に区別される。こういつた既知の膜体も酸化物超伝導
体であるが、転移温度はきわめて低く、通常13゜K未満
である。Ba−Pb−Bi−O(BPB)組成物はペロブスカイ
ト型酸化物超伝導体であり、Li−Ti−O(LTO)酸化物
超伝導体は、スピネル型酸化物である。
BPB酸化物膜の生成に関する最初の文献は、L.R.Gilbe
rt等著の、Thin Solid Films、54、pp.129〜136、(197
8年)に掲載されたものである。この文献による膜体の
形成方法では、焼結によつて得た酸化物ターゲツトを混
合して使い、バリウム、ビスマス、および鉛の酸化物粉
を一緒に加圧したものをスパツタリングする。スパツタ
された膜は、非晶質であり、(ほとんどの場合)アニー
リングによつて金属性、超伝導性になる。膜のアニーリ
ングは空気中と酸素中の両方で行われていた。このよう
な膜の超伝導性について、Baの欠損および等しい数の酸
素の欠損に基づく欠陥モデルが仮定された。
L.R.Gilbert等著の後続の論文には、BPBペロブスカイ
トにおける再スパツタ効果が記されている。この論文
は、J.Vac.Sci.Technol.,17(1)、p.389、1980年1月
/2月に記載されている。
Gilbert等の作業に続いて、M.Suzukiとその協力者がB
PB膜の形成技術を開発した。彼らは、スパツタ装置の中
で高分圧の酸素を用いて超伝導薄膜を作つた。ここで、
スパツタリング・ターゲツトは、Ba、Pb、およびBi酸化
物の濃密な混合物であつた。純粋金属ターゲツトからの
スパツタは示唆されていなかつた。酸素環境における後
アニール(ポストアニール)ステツプの採用によつて、
ペロブスカイト型構造を持つ超伝導膜が得られた。冷や
した基板と加熱した基板の両方が使われた。Suzuki等の
採用した処理条件は、下記の文献に記載されている。
1.M.Suzuki et al,Japanese Journal of Applied Physi
cs,Vol.19、No.5、pp.1231〜1234、1980年5月 2.M.Suzuki,J.Appl.Phys.,53(3)、p.1622、1980年3
月 Suzuki等はこれらの酸化物超伝導体膜を生成する処理
技術を開発しただではない。彼らの研究は、トンネル接
合等のデバイスにおける超伝導酸化物膜の利用にも及ん
でいる。デバイスおよびその特性の一般的な説明は、下
記を参照されたい。
1.M.Suzuki et al,Japanese Journal of Applied Physi
cs,Vol.21、No.7、pp.1437、1982年7月 2.M.Suzuki et al,proceedings of the 13th Conferenc
es on Solid State Devices,Tokyo,1981;Japahese Jour
nal of Applied Physics,Vol.21、(1982)Supplement2
1−1、pp.313〜318 上記文献2では、BPB薄膜およびLTO薄膜の両方から作
成されたジヨセフソン・トンネル・デバイスが記載され
ている。
したがつて、本発明の主な目的は、40゜Kを越す温度
で超伝導性を持つ高Tc酸化物超伝導体の膜体を提供する
ことにある。
本発明の他の目的は、40゜Kを越す温度で超伝導性を
示す銅酸化物超伝導体膜およびその製造方法を提供する
ことにある。
本発明のさらに他の目的は、40゜Kを越す温度で超伝
導性を示す遷移金属酸化物超伝導薄膜およびその製造方
法を提供することにある。
本発明はさらに他の目的は、40゜Kを越す温度で超伝
導性を示す遷移金属酸化物超伝導体膜であつて、連続的
で滑らかであり(continuous and smooth)、かつ使用
可能なエリア上で組成の均一性を示す膜、およびその製
造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、40゜Kを越す温度で超伝
導性を示す。連続的でかつ滑らかな銅酸化物超伝導体膜
であつて、ペロブスカイト型構造をとる膜、およびその
製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、希土類元素または希土類
様(rare earth−like)元素を含む遷移金属酸化物超伝
導体膜であつて、40゜Kを越す温度で超伝導性を示す
膜、およびその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、40゜Kを越える温度で超
伝導性を示す、公称組成(nominal composition)ABO
3-yABOyを持つ膜体を提供することにある。ここで、A
は、希土類元素、または希土類に近い(near rare−ear
th)元素、または希土類元素およびCa、Ba、Srからなる
グループから選択された元素の組合せを表わす。Bは遷
移金属を表わす。yは膜組成の原子価要請を満たすのに
十分な値である。
本発明のさらに他の目的は、40゜Kを越す温度で超伝
導性を示す、公称組成AB2CU3O3-yを持つ超伝導酸化物膜
およびその製法を提供することにある。ここで、Aは希
土類または希土類様元素、Bはアルカリ土類元素、yは
組成の原子価要請を満たすのに十分な値である。
本発明のさらに他の目的は、ペロブスカイト様結晶構
造を持ち、40゜Kを越す温度で超伝導性を示す、滑らか
で、連続的に銅酸化物超伝導膜およびその製法を提供す
ることにある。
C.問題点を解決するための手段 本発明の膜は、40゜Kを越す温度で超伝導性を示す酸
化物超伝導体である。膜は滑らか、連続的であつて、か
つ組成は実質的に一様である。特に、膜は、超伝導相を
含む遷移金属酸化物からなり、通常は希土類元素または
希土類様元素を含む。このような希土類様元素には、
Y、ScおよびLaが含まれる。さらに、希土類または希土
類様元素は、Ca、Ba、およびSrからなるグループから選
ばれたアルカリ土類元素によつて置換可能である。遷移
金属は、Cu、Ni、TiおよびVからなるグループから選ば
れた、多原子価で磁気を帯びていない(non−magneti
c)元素である。このうち、Cuが好ましく、液化窒素の
沸点である77゜Kを越す温度で抵抗が実質的にゼロにな
るユニークな超伝導膜をもたらす。本発明による銅酸化
物ベースの膜は、超伝導オンセツト温度が格別に高く、
非常な高温で超伝導性を発揮する。それに加えて、連続
的かつ滑らかであり、組成の均一性の点でも優れてい
る。したがつて、銅酸化物膜はこのクラスの膜の例の中
でもユニークであると考えられる。典型的な膜の特徴と
して、Revue Dde Chimie Minerale、21、p.407(1984)
においてペロブスカイト様結晶構造を取り上げることが
できる。こういつた膜は、多原子価金属を使い、かつソ
ースの各々から純粋な金属が気化される、気相付着プロ
セスによつて形成される。純粋金属の蒸気は、酸素雰囲
気にさらされている基板へ移動する。表面反応が起こ
り、基板上に金属酸化物膜が形成される。この表面反応
を促進するために、基板は通常加熱される。続いて、酸
素環境においてアニール・ステツプが実行され、原子価
および化学量論の要請を満足させる。その後、アニール
された材料は除々に冷却され、こうして超伝導膜が生成
される。
特に、950℃未満の温度でアニールを行い、それから
徐々に冷却することが重要となる。
別個の金属ソースを用いることによつてプロセスが制
御される一方、蒸気輸送を酸素雰囲気下で行うことによ
つて成長する膜の安定性が保証される。酸素環境中でポ
スト・アニールを行うことにより、原子価および化学量
論の要請を満足するのに相を獲得するとともに高Tc超伝
導性を示す適切な十分な酸素の存在が保証される。
本発明により得られる膜は、基板に対して水平方向に
も垂直方向にも連続的である。つまり、導電性を損なう
ことになる裂け目(ヴオイド、ブレイク)がない。しか
も、本発明により得られる膜は滑らかである。つまり、
でこぼこや穴がない。
D.実施例 本発明のプロセスを説明するために、まず例をいくつ
か挙げ、次に様々な処理ステツプの説明を行う。
例1 高Tcを持つY−Ba銅酸化物が作られた、公称組成がそ
れぞれYBaCu2O4である組成物とYBa2Cu3Oyである組成物
が作られた。yの値は、組成の原子価および化学量論の
要請を満たすように選ばれる。例えば8とすることがで
きる。
10KVの電子ビームで加熱される3つのソースを備え
た、真空デポジシヨン(付着)システムが用いられた。
付着速度は、0.1〜1nm/秒の範囲で制御することがで
き、基板温度は−100〜700℃の範囲で変化させることが
できた。基板の組成も変えることができるが、大部分は
C軸とa軸の配向を持つ市販のサフアイア・ウエハから
なつていた。<110>および<001>配向性を持つMgOの
プレートも基板として用いられた。一般に、最終的な膜
における上記基板による違いはごくわずかだつた。
3つの電子ガンに所望の3つの金属、Y、Ba、および
Cuが充填された。蒸着速度は基板面において所望の公称
組成がもたらされるように調整された。まず、室温、高
真空状態で作られた膜は、空雰囲気へ移すと不安定にな
ることが多く、たいていの場合超伝導状態を示さないこ
とが発見された、膜の劣化を避け、室雰囲気でも安定な
膜を得るために、10-3torrまでの酸素分圧の存在下で膜
の付着を行つた。典型的な場合、基板温度を約450℃ま
で上げた。0.1〜1ミクロンの膜が成長した。
これらの膜についてのac抵抗と温度の関係のデータ
が、四端子圧力接点を使つて採られた。一方、磁化率の
測定にはSQUID磁力計が使われた。抵抗対温度の測定
中、加える電流は弱く保たれていた。普通約1マイクロ
・アンペアであつたが、これよりさらに弱い電流も用い
られた。これらの膜は、マイスナー効果を強く示した。
付着されたままの膜は黒く、高抵抗である。これらの付
着されたままの膜は、普通、超伝導状態にならない。酸
素中で高温(約900℃)の下でアニールすると、膜は金
属性になり、普通は超伝導性を示した。
化学分析の結果、膜の組成は、目ざした値から約15%
以内であることがわかつた。高Tc超伝導を実現する上
で、組成の正確さは必要とされない。事実、結果はこれ
らのタイプのバルク材料についてのものと一致してい
る。基板面上でのいくつかのバリエーシヨンも観察され
た。化学組成を知つておくことは、気相付着速度、基板
温度、およびバツクグラウンド圧力を調整する上で大変
重要なことであることがわかつた。
Yはベースとする膜は高Tcの振舞を示す。例えば、組
成がY0.75Ba1.35Cu3O7.7である膜は、超伝導オンセツ
ト(onset)温度が約97゜Kであり、約50゜Kで超伝導の
振舞を示す。これらの膜には第2の相が存在すること
が、顕微鏡によつて確かめられている。膜はほとんど完
全なマイスナー効果を示し、磁化率はほぼ1/4πの0.5で
ある。
他のY−Ba膜の中には、約97゜Kが超伝導オンセツト
であり、77゜Kを越す温度で超伝導の振舞を示すものが
ある。これらの膜の公称組成は、Y0.87Ba1.53Cu3O3-y
である。
例2 本発明のプロセスは、他の高Tc酸化物超伝導体にも適
用可能である。例えば、この方法によつて、La、Sr、C
u、およびOを含む膜が得られる。この場合、3つの電
子ガンにはLa、SrおよびCuが充填される。プロセスの大
筋は上記例1、に関して述べたものと同じである。ただ
し、アニーリングのステツプにはいくつかのバリエーシ
ヨンがある。これらのバリエーシヨンは、以下で説明を
行う。
処理ステツプの説明 本発明のプロセスのキーとなる特徴は、膜の中で使用
されることになる金属の蒸気ストリームを使うことにあ
る。上記Suzuki等による論文に見られるような、低Tc酸
化物超伝導体をスパツタするのに従来用いた酸化物のソ
ースに代つて、実質的にピユアな金属のソースが用いら
れる。これら3つの金属のコデポジシヨンが加熱された
基板上へ現れる。その際、酸素が同時に基板に到達して
酸化物膜を形成する表面反応を起こすように、酸素雰囲
気下に置かれる。当業者ならば、他の方法でも必要な酸
素雰囲気を提供できることに気づくであろう。(例え
ば、酸素イオン・ビーム、酸素ジエツト等)。
出願人の実験において、成長中の膜を安定させるには
酸素を供給する必要のあることがわかつた。酸素雰囲気
がなければ、膜は室雰囲気へ移されると不安定になり、
通常は超伝導性を示さなくなる。見かけにおいても、ま
たx線データで確かめた付着状況においても、これらは
一様でなかつた。しかしながら、膜の中に適切な構造は
存在した。結果として、膜の劣化を避け、室雰囲気で安
定な膜を得るために、酸素分圧が使われた。
普通、超伝導性を獲得するのに必要なペロブスカイト
相を得るには、高温が必要である。例えば、バルク材料
の場合、900℃を越す焼結ステツプが求められる。しか
しながら、ピユア・メタルを気相付着させる場合、この
ような高温を用いることはできない。なぜなら、上記ピ
ユア・メタルの多くが、上記高温より低い融点を持つか
らである。これは特にアルカリ土類元素にあてはまる。
したがつて、真空環境では、これらの金属は気化して逃
げてしまい(ボイル・オフ)、成長中の膜の中の金属に
過剰な欠陥をもたらす。通常、適切な相を得るために
は、高温が必要とされる。しかし、膜付着装置でこのよ
うな高温は使えない。したがつて、完全なin−situ(本
来の場所での)酸化が容易には得られず、このため、続
くアニーリング・ステツプが行われる。アニーリング・
ステツプは、成長する膜の組成と成長膜に取り入れられ
る酸素の量に応じて調整される。通常、アニール・ステ
ツプを行うのは、適切な量の酸素の存在を保証するた
め、または超伝導を起こす適切な相を得るためである。
例えば、LaとSrを含む超伝導酸化物については、2ス
テツプのアニールが行われる。このような膜に関して、
第1のアニールは純酸素環境において約400℃の温度で
行われる。このアニールは、約6〜30分続けられる。次
に、第2のアニールが、純酸素中で、約700℃の温度
で、再び約6〜30分間行われる。第1の低温アニールに
よつて酸素が膜に加えられる一方、第2の高温アニール
によつて超伝導を起こす適切な相が作られる。こういつ
たLa−Sr膜では、アニール温度が550℃より高いと、膜
の酸素が失われ始める。しかし、超伝導を起こす適切な
ペロブスカイト相を得るには、この温度より高温でアニ
ールすることが必要である。したがつて、約400℃での
第1のアニール・ステツプで追加する酸素の取り込みを
可能にする一方、酸素がいくらか失われるけれども、約
700℃の第2のアニール・ステツプで適当な超伝導相の
形成を可能にするという2ステツプ・アプローチが採用
される。
付着されたままのY−Ba膜は、絶縁体と金属の中間の
性質を示す。典型的な約4,000オングストロームの膜の
場合、室温での抵抗はメグオームの範囲にある。したが
つて、これらの膜は十分の酸素を含むから、室温での抵
抗が約5〜10オームにすぎない付着されたままのLa−Sr
膜と対照的に、中間のアニーリング・ステツプは必要と
されない。Y−Ba膜は、直に酸素雰囲気中で数分間高温
(約900℃)の下で酸化することができる。続いて徐々
に(約3時間で)室温まで冷やされる。
他のステツプでは、Y−Ba膜が100%He雰囲気中でま
ず約900℃まで加熱される。Heが存在すると、混合が行
われて膜中に存在し得る組成の不均一が除去され、膜が
より均一になる。続いて、900℃で数分間100%酸素中で
アニールされる。
上述のように、アニール後の冷却ステツプは、室温に
なるまで普通数時間かけて行われる。最初の数百度にわ
たつて極めてゆつくりと冷やすことが、特に重要である
ようだ。このようにして冷やす間、酸素雰囲気を維持し
てもよい。
本発明の高Tc超伝導体における金属の相対量をよく制
御するためには、基板の加熱が重要であるように思われ
る。通常、希土類元素とアルカリ土類元素の比は、ほど
よく制御されなければならない。例えば、La:Srの比は
通常1.8:0.2である。しかしながら、アルカリ土類元素
を蒸気輸送値(vapor transporting species)として制
御することは困難である。なぜなら、輸送速度が一定し
ない傾向にあるからである。これを補償するため、基板
温度を上昇させる。一般的に言つて、基板において付着
する金属と酸素の必要な反応を実現するために、基板温
度を制御することができると考えられる。基板温度、金
属輸送速度等を正しく組み合わせると、エピタキシが可
能になる。
超伝導酸化物膜を構成する金属のコデポジシヨンの際
の基板温度によつて、膜の中のこれらの金属の相対量を
決定できることがわかつた。冷却した基板、または室温
の基板に付着させる代りに、高温の基板が使われた。例
えば、10-3Tの酸素雰囲気圧力において基板温度を650℃
としたとき、La:Srの比は1.75:0.04であつた。同じ酸素
雰囲気で基板温度が550℃のときは1.9:0.31の比が得ら
れた。したがつて、基板温度を利用して様々な金属の付
着速度における変動を滑らかにし、希土類元素:アルカ
リ土類元素の比を良好に制御することができる。基板温
度は制御するのに便利であり、きわめて正確に調整可能
である。
いくつかの基板に言及したけれども、その他にも多く
のものが考えられる。通常、基板は、超伝導膜において
見られるタイプのアルカリ土類酸化物に対して反応しな
いことが好ましい。なぜなら、アルカリ土類材料はきわ
めて反応しやすいからである。マグネシウム・アルミニ
ウム・スピネル、サフアイア・MgOのような耐火酸化物
はきわめて好ましい基板になる。基板の特定の配向がク
リテイカルであるとは思えない。さらに、基板が平面状
であつたり、層状であつたりする必要はない。基板はワ
イヤまたは任意の不規則な表面幾何形状をとりうる。
本発明を実施して、高Tc、特に液体窒素温度を越すTc
を示す遷移金属超伝導酸化物膜が形成された。こういつ
た膜は、遷移金属酸化物、典型的には希土類元素または
希土類様元素(アルカリ土類元素で置換可能)の存在に
よつて特徴づけられる。遷移金属元素は多原子価の磁気
を帯びていない元素であり、一方アルカリ土類元素はC
a、Ba、およびSrからなるグループから選択される。希
土類様元素は、Y、ScおよびLaを含む。磁気を帯びてい
ない遷移金属元素は、Cu、Ni、Ti、およびVからなるグ
ループから選ばれる。このうち、Cuがもつとも好まし
く、ユニークでかつ予期しなかつた膜特性を示す。
さらに、本発明を実施するにあたつて、膜という言葉
は、任意の組成、形状の表面上に形成(付着または成
長)される層、コーテイング等を含む。これらの膜は、
電気および電子産業で広い応用範囲を持つ、その中に
は、伝送および信号線、デバイス電極、敏感な電磁場検
出器、および様々な光電子工学デバイスが含まれてい
る。特定の直接的な用途としては、高磁界磁石、電気機
械デバイス、ジヨセフソン・トンネル・デバイス・マイ
クロエレクトロニクス産業におけるスピードと密装密度
を向上させるための、チツプ上およびチツプ間のメタラ
ジが挙げられる。
E.発明の効果 本発明による酸化物超伝導構造体は、40゜Kを越す温
度で超伝導性を示し、かつ室雰囲気中でも劣化すること
のない超伝導膜を備えている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 39/12 ZAA H01L 39/12 ZAAC (72)発明者 リチヤード・ジヨセフ・ガンビーノ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ヨークタ ウン・ハイツ、ハンターブルツク、ロー ド2433番地 (72)発明者 ロジヤー・ヒルセン・コーク アメリカ合衆国ニユーヨーク州アマウオ ーク、バデル・ロード(番地なし) (72)発明者 ジエームズ・アンドリユー・レイシー アメリカ合衆国ニユーヨーク州マホパツ ク、マウンテン・ビユー・ドライブ(番 地なし) (72)発明者 ロバート・ベンジヤミン・ライボウイツ ツ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ピークス キル、フアーニス・ドツク・ロード407 番地 (72)発明者 ジヨセフ・マイケル・ビギアーノ アメリカ合衆国ニユーヨーク州ワツピン ガーズ・フオールズ、スコツト・ドライ ヴ13番地 (56)参考文献 特開 昭60−173885(JP,A) 特開 昭63−224117(JP,A) 特開 昭63−248722(JP,A) 特開 昭63−211518(JP,A) 特開 昭64−63220(JP,A) 特開 昭63−224375(JP,A) 特開 昭63−224116(JP,A) 特公 昭61−61556(JP,B2) 特公 昭61−61555(JP,B2) Phys.Rev.Lett.,Vo l.58,No.9,P.908〜910 (’ 87−3−2)

Claims (28)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸素を含む雰囲気中に設置された基板上に
    少なくとも銅を含む酸化物からなる超伝導膜を形成する
    方法であって、該超伝導膜と同一の構成元素を含む第一
    の膜を上記基板上に形成後、酸素を含む雰囲気中で熱処
    理をし、その後徐冷をすることを特徴とする、超伝導膜
    を形成する方法。
  2. 【請求項2】上記超伝導膜が少なくとも一種類の希土類
    元素と少なくとも一種類のアルカリ土類元素を含むこと
    を特徴とする、請求項1の超伝導膜を形成する方法。
  3. 【請求項3】上記希土類元素がY,La,Lu,Sc,Ybからなる
    群から選択されることを特徴とする請求項2の超伝導膜
    を形成する方法。
  4. 【請求項4】上記アルカリ土類元素がBa,Sr,Caからなる
    群から選択されることを特徴とする、請求項2の超伝導
    膜を形成する方法。
  5. 【請求項5】上記超伝導膜が40゜K以上で超伝導状態を
    示す、請求項1の超伝導膜を形成する方法。
  6. 【請求項6】上記希土類元素がYであり、上記アルカリ
    土類元素がBaであることを特徴とする、請求項5の超伝
    導膜を形成する方法。
  7. 【請求項7】上記希土類元素がLaであり、上記アルカリ
    土類元素がSrであることを特徴とする、請求項5の超伝
    導膜を形成する方法。
  8. 【請求項8】二つ以上のターゲットを加熱して気化され
    た物質を上記基板上で反応させることによって上記第一
    の膜を上記基板上に形成することを特徴とする、請求項
    1の超伝導膜を形成する方法。
  9. 【請求項9】上記加熱して気化される物質が純金属を含
    む、請求項8の超伝導膜を形成する方法。
  10. 【請求項10】上記加熱して気化される物質が銅であ
    る、請求項9の超伝導膜を形成する方法。
  11. 【請求項11】上記熱処理によって上記第一の膜中に酸
    素が導入されることを特徴とする、請求項1の超伝導膜
    を形成する方法。
  12. 【請求項12】上記熱処理によって上記第一の膜中に酸
    素が導入されることを特徴とする請求項7の方法であっ
    て、550℃以下の温度で熱処理をすることを特徴とする
    もの。
  13. 【請求項13】上記熱処理によって上記第一の膜が40゜
    K以上で超伝導を示す相になることを特徴とする、請求
    項1の方法。
  14. 【請求項14】上記熱処理が950℃より低い温度でなさ
    れることを特徴とする、請求項13の方法。
  15. 【請求項15】上記第一の膜中に酸素を導入することを
    目的とする第一の熱処理と、上記第一の膜を超伝導を示
    す相にすることを目的とする第二の熱処理とを有する、
    請求項1の超伝導膜を形成する方法。
  16. 【請求項16】上記第一の膜が絶縁体であるときに、上
    記第一の熱処理を行う、請求項15の超伝導膜を形成する
    方法。
  17. 【請求項17】膜中の成分の不均一分布を解消するため
    に酸素の存在しない雰囲気中で熱処理を行うことをさら
    に含む、請求項1の超伝導膜の形成方法。
  18. 【請求項18】上記酸素の存在しない雰囲気における熱
    処理を950℃以下で行うことを特徴とする、請求項17の
    超伝導膜の形成方法。
  19. 【請求項19】上記基板が上記超伝導膜と反応しないこ
    とを特徴とする、請求項2の超伝導膜を形成する方法。
  20. 【請求項20】上記基板が上記アルカリ土類元素と反応
    しないことを特徴とする、請求項19の超伝導膜を形成す
    る方法。
  21. 【請求項21】上記第一の膜を形成する際の上記基板の
    温度により上記希土類元素と上記アルカリ土類元素の組
    成比を調整することを特徴とする、請求項2の超伝導膜
    を形成する方法。
  22. 【請求項22】少なくとも一種類の希土類元素と少なく
    とも一種類のアルカリ土類元素と銅を含む酸化物膜を酸
    素を含む雰囲気中に設置された基板上に形成後、酸素を
    含む雰囲気中で熱処理をし、その後徐冷することによっ
    て形成され、40゜K以上の温度で超伝導性を有する、超
    伝導膜。
  23. 【請求項23】上記希土類元素と上記アルカリ土類元素
    と上記銅のうち、少なくとも複数の元素が上記基板上で
    反応することにより形成された請求項22の超伝導膜。
  24. 【請求項24】上記希土類元素と上記アルカリ土類元素
    と上記銅のうち少なくともいずれかが、純金属原子の蒸
    気の状態で蒸気基板に到達することを特徴とする、請求
    項22の超伝導膜。
  25. 【請求項25】上記希土類元素がY,La,Lu,Sc,Ybからな
    る群から選択されることを特徴とする請求項22の超伝導
    膜。
  26. 【請求項26】上記アルカリ土類元素がBa,Sr,Caからな
    る群から選択されることを特徴とする、請求項22、23、
    または、24の超伝導膜。
  27. 【請求項27】上記希土類元素がYであり、上記アルカ
    リ土類元素がBaであることを特徴とする、請求項22、2
    3、または、24の超伝導膜。
  28. 【請求項28】上記希土類元素がLaであり、上記アルカ
    リ土類元素がSrであることを特徴とする、請求項22、2
    3、または、24の超伝導膜。
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