JP2916615B2 - ペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法 - Google Patents
ペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法Info
- Publication number
- JP2916615B2 JP2916615B2 JP26334996A JP26334996A JP2916615B2 JP 2916615 B2 JP2916615 B2 JP 2916615B2 JP 26334996 A JP26334996 A JP 26334996A JP 26334996 A JP26334996 A JP 26334996A JP 2916615 B2 JP2916615 B2 JP 2916615B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal oxide
- acid
- perovskite structure
- composite metal
- epitaxial film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属ペロブスカイト
構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方
法に関するものである。
構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ペロブスカイト構造を有する複合金属酸
化物エピタキシャル膜は、誘電体材料、圧電体材料、集
電体材料、強誘電体材料等の機能材料として使用するこ
とが可能である。このような材料の製造方法としては、
ＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の気相法が知られているが、こ
れらの方法は生産効率の点で未だ満足し得るものではな
かった。
化物エピタキシャル膜は、誘電体材料、圧電体材料、集
電体材料、強誘電体材料等の機能材料として使用するこ
とが可能である。このような材料の製造方法としては、
ＰＶＤ法や、ＣＶＤ法等の気相法が知られているが、こ
れらの方法は生産効率の点で未だ満足し得るものではな
かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ペロブスカ
イト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜を生
産効率よく製造し得る方法を提供することをその課題と
する。
イト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜を生
産効率よく製造し得る方法を提供することをその課題と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、単結晶基板上に形成
された所定のペロブスカイト組成に対応する金属成分組
成を有する有機基結合金属化合物の混合物からなる薄膜
を、１０−２ａｔｍ以下の酸素分圧の条件下で１５０〜
４００℃で１０〜３６０分加熱焼成した後、５００℃以
上の温度で１０〜３６０分加熱焼成して複合金属酸化物
の薄膜とすることを特徴とするペロブスカイト構造を有
する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法が提供
される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、単結晶基板上に形成
された所定のペロブスカイト組成に対応する金属成分組
成を有する有機基結合金属化合物の混合物からなる薄膜
を、１０−２ａｔｍ以下の酸素分圧の条件下で１５０〜
４００℃で１０〜３６０分加熱焼成した後、５００℃以
上の温度で１０〜３６０分加熱焼成して複合金属酸化物
の薄膜とすることを特徴とするペロブスカイト構造を有
する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法が提供
される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のペロブスカイト構造を有
する複合金属酸化物（以下、単に金属酸化物とも言う）
エピタキシャル膜の製造方法においては、先ず、単結晶
基板上に、その金属酸化物の成分組成に対応する有機基
結合金属化合物の混合物からなる薄膜を形成する。有機
基結合金属化合物（以下、単に金属化合物とも言う）
は、有機溶媒に可溶性を示すものであればよく、このよ
うなものには、金属の有機酸塩や錯体が包含される。そ
れらの具体例としては、例えば、ナフテン酸、２−エチ
ルヘキサン酸、カプリル酸、ステアリン酸、ラウリン
酸、酪酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸、乳酸、
フェノール、カテコール、安息香酸、サリチル酸、ＥＤ
ＴＡ等の有機酸の金属塩や、金属アセチルアセトナート
等の金属錯体等が挙げられる。ペロブスカイト構造の金
属酸化物の組成は次式で表される。 ＡＢＯ3 式中、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｌａ等の典
型金属を示す。ＢはＴｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｎｂ、Ｔａ等の遷移金属を示す。前記金属化合物の
混合物は、このペロブスカイト構造の金属酸化物の組成
に対応する成分組成の混合物からなる。
する複合金属酸化物（以下、単に金属酸化物とも言う）
エピタキシャル膜の製造方法においては、先ず、単結晶
基板上に、その金属酸化物の成分組成に対応する有機基
結合金属化合物の混合物からなる薄膜を形成する。有機
基結合金属化合物（以下、単に金属化合物とも言う）
は、有機溶媒に可溶性を示すものであればよく、このよ
うなものには、金属の有機酸塩や錯体が包含される。そ
れらの具体例としては、例えば、ナフテン酸、２−エチ
ルヘキサン酸、カプリル酸、ステアリン酸、ラウリン
酸、酪酸、プロピオン酸、シュウ酸、クエン酸、乳酸、
フェノール、カテコール、安息香酸、サリチル酸、ＥＤ
ＴＡ等の有機酸の金属塩や、金属アセチルアセトナート
等の金属錯体等が挙げられる。ペロブスカイト構造の金
属酸化物の組成は次式で表される。 ＡＢＯ3 式中、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｌａ等の典
型金属を示す。ＢはＴｉ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｎｂ、Ｔａ等の遷移金属を示す。前記金属化合物の
混合物は、このペロブスカイト構造の金属酸化物の組成
に対応する成分組成の混合物からなる。
【０００６】単結晶基板上に金属化合物混合物からなる
薄膜を形成するには、その金属化合物の有機溶媒溶液を
単結晶基板上に塗布し、乾燥すればよい。有機溶媒とし
ては、前記した如き金属化合物を溶解し得るものであれ
ばよく、各種のものが単独又は混合物の形で使用され
る。このような溶媒としては、例えば、ヘキサン、オク
タン、ベンゼン、トルエン、テトラリン等の炭化水素
類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、アミルアルコール等のアルコール類、アセトン、メ
チルエチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、ジ
ブチルエーテル等のアルデヒド類、ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、酪酸、カプリル酸、ラウリン酸、ステアリン
酸、ナフテン酸、リノー酸、オレイン酸、シュウ酸、ク
エン酸、乳酸、フェノール、Ｐートルイン酸等の有機酸
類、ブチルブチレート等のエステル酸類、ジメチルアミ
ン、アニリン等アミン類、Ｎーメチルアセトアミド、フ
オルムアミド等のアミド類、ジメチルスホキシド等の硫
黄含有化合物、ピリジン、フルフラール等の複素環物質
類等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、具体
的に用いる金属化合物混合物の種類に応じて１種又は２
種以上の組合わせで適当に選定される。金属化合物混合
物溶液中には、粘度調節剤として高分子物質を適量加え
ることができる。溶液中の金属化合物混合物濃度は特に
制約されず、その上限は金属化合物混合物の溶度等によ
って適宜決められるが、一般的には３〜４０重量％であ
る。単結晶基板上に金属化合物混合物溶液を塗布する方
法としては、従来公知の方法、例えば、浸漬法、スプレ
ー法、ハケ塗り法等の各種の方法を用いることができ
る。溶液塗布後の乾燥は、減圧乾燥、加熱乾燥及びそれ
らを組合わせた方法等で実施される。基板上に形成され
る金属化合物混合物の薄膜は、完全乾燥させる必要はな
く、幾分の溶媒を含有しても良い。基板上に形成する金
属化合物混合物薄膜の厚さは、０．０５〜５μｍ、好ま
しくは０．１〜２μｍである。
薄膜を形成するには、その金属化合物の有機溶媒溶液を
単結晶基板上に塗布し、乾燥すればよい。有機溶媒とし
ては、前記した如き金属化合物を溶解し得るものであれ
ばよく、各種のものが単独又は混合物の形で使用され
る。このような溶媒としては、例えば、ヘキサン、オク
タン、ベンゼン、トルエン、テトラリン等の炭化水素
類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、アミルアルコール等のアルコール類、アセトン、メ
チルエチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、ジ
ブチルエーテル等のアルデヒド類、ギ酸、酢酸、プロピ
オン酸、酪酸、カプリル酸、ラウリン酸、ステアリン
酸、ナフテン酸、リノー酸、オレイン酸、シュウ酸、ク
エン酸、乳酸、フェノール、Ｐートルイン酸等の有機酸
類、ブチルブチレート等のエステル酸類、ジメチルアミ
ン、アニリン等アミン類、Ｎーメチルアセトアミド、フ
オルムアミド等のアミド類、ジメチルスホキシド等の硫
黄含有化合物、ピリジン、フルフラール等の複素環物質
類等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、具体
的に用いる金属化合物混合物の種類に応じて１種又は２
種以上の組合わせで適当に選定される。金属化合物混合
物溶液中には、粘度調節剤として高分子物質を適量加え
ることができる。溶液中の金属化合物混合物濃度は特に
制約されず、その上限は金属化合物混合物の溶度等によ
って適宜決められるが、一般的には３〜４０重量％であ
る。単結晶基板上に金属化合物混合物溶液を塗布する方
法としては、従来公知の方法、例えば、浸漬法、スプレ
ー法、ハケ塗り法等の各種の方法を用いることができ
る。溶液塗布後の乾燥は、減圧乾燥、加熱乾燥及びそれ
らを組合わせた方法等で実施される。基板上に形成され
る金属化合物混合物の薄膜は、完全乾燥させる必要はな
く、幾分の溶媒を含有しても良い。基板上に形成する金
属化合物混合物薄膜の厚さは、０．０５〜５μｍ、好ま
しくは０．１〜２μｍである。
【０００７】本発明においては、前記のようにして基板
上に形成された金属化合物混合物の薄膜を、１０−２ａ
ｔｍ以下の酸素分圧の条件下で１５０〜４００℃で１０
〜３６０分加熱焼成する仮焼成工程と、その仮焼成後
に、５００℃以上の温度で１０〜３６０分加熱焼成する
本焼成工程の２段階の焼成工程を用いて焼成する。前記
仮焼成工程における酸素分圧は、１０−２ａｔｍ以下、
好ましくは１０−３〜１０−４ａｔｍであり、焼成温度
は１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３００℃であ
る。焼成時間は、１０〜３６０分、好ましくは６０〜１
２０分である。前記酸素分圧条件は、減圧の採用やアル
ゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガスの採
用により形成することができる。この仮焼成工程の採用
により、後続の本焼成工程で得られる金属酸化物膜のエ
ピタキシャル性を著しく向上させることを可能とする。
上に形成された金属化合物混合物の薄膜を、１０−２ａ
ｔｍ以下の酸素分圧の条件下で１５０〜４００℃で１０
〜３６０分加熱焼成する仮焼成工程と、その仮焼成後
に、５００℃以上の温度で１０〜３６０分加熱焼成する
本焼成工程の２段階の焼成工程を用いて焼成する。前記
仮焼成工程における酸素分圧は、１０−２ａｔｍ以下、
好ましくは１０−３〜１０−４ａｔｍであり、焼成温度
は１５０〜４００℃、好ましくは２００〜３００℃であ
る。焼成時間は、１０〜３６０分、好ましくは６０〜１
２０分である。前記酸素分圧条件は、減圧の採用やアル
ゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等の不活性ガスの採
用により形成することができる。この仮焼成工程の採用
により、後続の本焼成工程で得られる金属酸化物膜のエ
ピタキシャル性を著しく向上させることを可能とする。
【０００８】前記本焼成工程における酸素分圧は特に制
約されないが、一般的には、１０−２ａｔｍ以下、好ま
しくは１０−４〜１０−３ａｔｍである。焼成温度は５
００℃以上、好ましくは６００〜１０００℃であり、そ
の上限温度は１５００℃程度である。焼成時間は、１０
〜３６０分、好ましくは２０〜６０分である。この本焼
成工程により、単結晶基板上に形成された金属酸化物エ
ピタキシャル薄膜が得られる。この薄膜の厚さは０．０
５〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
約されないが、一般的には、１０−２ａｔｍ以下、好ま
しくは１０−４〜１０−３ａｔｍである。焼成温度は５
００℃以上、好ましくは６００〜１０００℃であり、そ
の上限温度は１５００℃程度である。焼成時間は、１０
〜３６０分、好ましくは２０〜６０分である。この本焼
成工程により、単結晶基板上に形成された金属酸化物エ
ピタキシャル薄膜が得られる。この薄膜の厚さは０．０
５〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
【０００９】本発明で用いる単結晶基板としては、Ａｌ
2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3、ＬａＡｌＯ3、ＭｇＯ等が用いられ
る。本発明で用いる単結晶基板は、その格子定数がその
上に形成される金属酸化物の格子定数とほぼ一致するも
の、通常、金属酸化物の格子定数の不一致の割合が２％
以内のものを用いるのが好ましく、このような単結晶基
板の採用により、高エピタキシャル性の金属酸化物を得
ることができる。
2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3、ＬａＡｌＯ3、ＭｇＯ等が用いられ
る。本発明で用いる単結晶基板は、その格子定数がその
上に形成される金属酸化物の格子定数とほぼ一致するも
の、通常、金属酸化物の格子定数の不一致の割合が２％
以内のものを用いるのが好ましく、このような単結晶基
板の採用により、高エピタキシャル性の金属酸化物を得
ることができる。
【００１０】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。 実施例１ ナフテン酸バリウムとナフテン酸チタンを１：１に混合
したトルエン溶液をＳｒＴｉＯ3単結晶（１００）面に
塗布した後、僅かに酸素を含むＡｒ気流(ｐｏ2＝２×１
０-4ａｔｍ）中２５０℃で２ｈ仮焼後、同様の雰囲気で
８５０℃１ｈ熱処理を行ないＢａＴｉＯ3膜を作った。
ＢａＴｉＯ3膜のＸＲＤ強度（２００）と基板ＳｒＴｉ
Ｏ3（２００）との強度比は０．１１であった。又、β
−スキャンでエピタキシーを確認した。
する。 実施例１ ナフテン酸バリウムとナフテン酸チタンを１：１に混合
したトルエン溶液をＳｒＴｉＯ3単結晶（１００）面に
塗布した後、僅かに酸素を含むＡｒ気流(ｐｏ2＝２×１
０-4ａｔｍ）中２５０℃で２ｈ仮焼後、同様の雰囲気で
８５０℃１ｈ熱処理を行ないＢａＴｉＯ3膜を作った。
ＢａＴｉＯ3膜のＸＲＤ強度（２００）と基板ＳｒＴｉ
Ｏ3（２００）との強度比は０．１１であった。又、β
−スキャンでエピタキシーを確認した。
【００１１】比較例１ 実施例１同様な溶液、基板を用いて塗布を行なった後、
空気中４５０℃１０分仮焼の後、Ｐｏ2＝２×１０-4ａ
ｔｍ、８５０℃で１ｈ熱処理し、同様にＢａＴｉＯ3膜
（２００）と基板ＳｒＴｉＯ3（２００）との強度比は
０．０３であった。又、β−スキャンでエピタキシーを
確認した。この場合、空気中４５０℃で仮焼することに
より、ＢａＴｉＯ3膜のＸＲＤ強度は１／４に低下し
た。
空気中４５０℃１０分仮焼の後、Ｐｏ2＝２×１０-4ａ
ｔｍ、８５０℃で１ｈ熱処理し、同様にＢａＴｉＯ3膜
（２００）と基板ＳｒＴｉＯ3（２００）との強度比は
０．０３であった。又、β−スキャンでエピタキシーを
確認した。この場合、空気中４５０℃で仮焼することに
より、ＢａＴｉＯ3膜のＸＲＤ強度は１／４に低下し
た。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、エピタキシーの高いペ
ロブスカイト構造を有する金属酸化物薄膜を生産効率よ
くかつ安価に得ることができる。この金属酸化物膜は、
その高いエピタキシーに基づいて、各種の機能材料、例
えば、誘電体材料、圧電材料、集電体材料、強誘電伝体
材料、磁気抵抗効果材料等として有利に用いることがで
きる。
ロブスカイト構造を有する金属酸化物薄膜を生産効率よ
くかつ安価に得ることができる。この金属酸化物膜は、
その高いエピタキシーに基づいて、各種の機能材料、例
えば、誘電体材料、圧電材料、集電体材料、強誘電伝体
材料、磁気抵抗効果材料等として有利に用いることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 厳 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 金 昇源 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 近藤 和吉 茨城県つくば市東１丁目１番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (56)参考文献 特開 平７−37422（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C30B 28/00 - 35/00
Claims (1)
- 【請求項１】 単結晶基板上に形成された所定のペロブ
スカイト組成に対応する金属成分組成を有する有機基結
合金属化合物の混合物からなる薄膜を、１０−２ａｔｍ
以下の酸素分圧の条件下で１５０〜４００℃で１０〜３
６０分加熱焼成した後、５００℃以上の温度で１０〜３
６０分加熱焼成して複合金属酸化物の薄膜とすることを
特徴とするペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物
エピタキシャル膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26334996A JP2916615B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | ペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26334996A JP2916615B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | ペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101489A JPH10101489A (ja) | 1998-04-21 |
| JP2916615B2 true JP2916615B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=17388245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26334996A Expired - Lifetime JP2916615B2 (ja) | 1996-10-03 | 1996-10-03 | ペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916615B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100439300B1 (ko) * | 2002-01-24 | 2004-07-07 | 김상복 | 티타늄 나프테네이트를 이용한 산화티탄 박막의 제조방법 |
| US7205257B2 (en) | 2002-07-09 | 2007-04-17 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Catalyst for clarifying exhaust gas |
| JP5303707B2 (ja) * | 2008-09-12 | 2013-10-02 | 国立大学法人九州大学 | ペロブスカイト酸化物薄膜の製造方法及びペロブスカイト酸化物薄膜 |
| CN115157735B (zh) * | 2022-08-12 | 2023-04-25 | 华中科技大学鄂州工业技术研究院 | 一种复合厚膜的制备方法 |
-
1996
- 1996-10-03 JP JP26334996A patent/JP2916615B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10101489A (ja) | 1998-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6589457B1 (en) | Polymer-assisted aqueous deposition of metal oxide films | |
| US7365118B2 (en) | Polymer-assisted deposition of films | |
| EP0277020B1 (en) | Method of preparing a superconductive material | |
| JPH06158328A (ja) | 酸化物系誘電体薄膜用ｃｖｄ原料およびメモリー用キャパシタ | |
| JP2008509509A5 (ja) | ||
| Wu et al. | Preparation of (Ba0. 5Sr0. 5) TiO3 thin films by sol–gel method with rapid thermal annealing | |
| JP2002284525A (ja) | 特定の金属種に特定の配位子を配位させた金属錯体を含む溶液組成物、希土類超電導膜製造用溶液組成物、特定金属錯体の非結晶固形物、特定の金属種に特定の配位子を配位させた金属錯体を含む溶液の製造方法、希土類超電導膜製造用溶液の製造方法、及び超電導薄膜の形成方法。 | |
| JP2916615B2 (ja) | ペロブスカイト構造を有する複合金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法 | |
| JP3851948B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JP2011528316A (ja) | 希土類金属−Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ薄膜の製造のための組成物及び方法 | |
| JPH07106905B2 (ja) | 超電導体の製造方法及び超電導体 | |
| JPH059022A (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JP4048650B2 (ja) | ペロブスカイト型酸化物薄膜形成用原料溶液 | |
| EP2509124A1 (en) | Method for obtaining superconducting tapes from metal-organic solutions having low fluorine content | |
| JP2931962B2 (ja) | 遷移金属酸化物エピタキシャル膜の製造方法 | |
| EP0877100B1 (en) | Process for fabricating solid-solution of layered perovskite materials | |
| JP3013411B2 (ja) | 強誘電体薄膜の製造方法 | |
| JPH07118012A (ja) | 酸化物超電導体およびその製造方法 | |
| JPH02263709A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH08337421A (ja) | Ｂａ１−ｘＳｒｘＴｉＯ３薄膜形成用組成物 | |
| JP2976028B1 (ja) | 緻密でエピタキシャルな金属酸化物膜の製造方法と、その金属酸化物前駆体及びその製造方法 | |
| JPH01313329A (ja) | 複合金属酸化物薄膜の製造方法 | |
| Kim et al. | Ferroelectric properties of bismuth titanate niobate Bi7Ti4NbO21 thin film | |
| JPH0214827A (ja) | 超電導性酸化物層の製造方法 | |
| JP3066834B2 (ja) | 強誘電体薄膜の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |