JP3017886B2 - 酸化物超電導膜の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導膜の製造方法Info
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザアブレーショ
ン法を用いる酸化物超電導膜の製造方法に関するもので
ある。
ン法を用いる酸化物超電導膜の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、レーザアブレーション法による酸
化物超電導膜の形成は、高品質の膜を高速成膜できる点
で注目を集めている。
化物超電導膜の形成は、高品質の膜を高速成膜できる点
で注目を集めている。
【0003】このレーザアブレーション法による成膜に
際して、従来、たとえば図1に示すような酸化物超電導
膜製造装置を用いている。図1を参照して、レーザ発振
装置1より発振されたレーザ光が、レーザ入射窓2を通
して薄膜形成炉3内に設けられたターゲット4に照射さ
れると、レーザ光の照射部分においてアブレーションが
生じる。このアブレーションにより、ターゲット4を構
成する物質の粒子が原子および分子の状態で飛散する。
飛散した粒子5は、ターゲット4と対向するように薄膜
形成炉3内に配置された基板6に堆積する。このように
して、基板6上に、ターゲット4を構成する物質からな
る薄膜が形成される。
際して、従来、たとえば図1に示すような酸化物超電導
膜製造装置を用いている。図1を参照して、レーザ発振
装置1より発振されたレーザ光が、レーザ入射窓2を通
して薄膜形成炉3内に設けられたターゲット4に照射さ
れると、レーザ光の照射部分においてアブレーションが
生じる。このアブレーションにより、ターゲット4を構
成する物質の粒子が原子および分子の状態で飛散する。
飛散した粒子5は、ターゲット4と対向するように薄膜
形成炉3内に配置された基板6に堆積する。このように
して、基板6上に、ターゲット4を構成する物質からな
る薄膜が形成される。
【0004】一方、このレーザアブレーション法を用い
て、金属基板上に酸化物超電導膜を形成する際、金属基
板上に直接超電導膜を形成すると、金属成分が超電導層
に拡散し、優れた超電導特性をもつ薄膜が得られない。
そこで、この拡散を防止するために、基板と超電導層の
間に中間層が形成される。すなわち、中間層成分を含む
ターゲットを用いてレーザアブレーション法により、ま
ず金属基板上に中間層を形成し、次に、酸化物超電導体
の成分を含むターゲットを用いて同様にレーザアブレー
ション法により、中間層上に酸化物超電導膜を形成する
方法が用いられている。
て、金属基板上に酸化物超電導膜を形成する際、金属基
板上に直接超電導膜を形成すると、金属成分が超電導層
に拡散し、優れた超電導特性をもつ薄膜が得られない。
そこで、この拡散を防止するために、基板と超電導層の
間に中間層が形成される。すなわち、中間層成分を含む
ターゲットを用いてレーザアブレーション法により、ま
ず金属基板上に中間層を形成し、次に、酸化物超電導体
の成分を含むターゲットを用いて同様にレーザアブレー
ション法により、中間層上に酸化物超電導膜を形成する
方法が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような方法によっ
て酸化物超電導膜を形成する場合、中間層の表面粗さ
(Ra)が大きいと、高品質の酸化物超電導膜を得るこ
とができない。
て酸化物超電導膜を形成する場合、中間層の表面粗さ
(Ra)が大きいと、高品質の酸化物超電導膜を得るこ
とができない。
【0006】それゆえに、この発明の目的は、中間層の
表面粗さを小さくすることにより、優れた特性の酸化物
超電導膜を得ることができる、レーザアブレーション法
を用いる酸化物超電導膜の製造方法を提供することにあ
る。
表面粗さを小さくすることにより、優れた特性の酸化物
超電導膜を得ることができる、レーザアブレーション法
を用いる酸化物超電導膜の製造方法を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の製造方法は、
レーザアブレーション法を用いる酸化物超電導膜製造方
法であり、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)また
はMgO(酸化マグネシウム)をターゲットとして用
い、10mTorr以下の酸素雰囲気下で基板上に中間
層を形成するステップと、中間層上に酸化物超電導膜を
形成するステップとを備えている。
レーザアブレーション法を用いる酸化物超電導膜製造方
法であり、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)また
はMgO(酸化マグネシウム)をターゲットとして用
い、10mTorr以下の酸素雰囲気下で基板上に中間
層を形成するステップと、中間層上に酸化物超電導膜を
形成するステップとを備えている。
【0008】
【作用】この発明において、基板上に中間層を形成する
際、10mTorr以下の酸素雰囲気下で成膜すること
により、飛散粒子の平均自由工程が長くなり大きな粒子
に成長するまでに堆積するから、結晶性に優れた表面粗
さの小さい中間層が得られる。このように表面粗さの小
さい中間層上に酸化物超電導層を成膜すると、膜厚平均
化効果、膜面平滑化効果および配向性向上効果により、
超電導特性に優れた酸化物超電導膜を製造することがで
きる。
際、10mTorr以下の酸素雰囲気下で成膜すること
により、飛散粒子の平均自由工程が長くなり大きな粒子
に成長するまでに堆積するから、結晶性に優れた表面粗
さの小さい中間層が得られる。このように表面粗さの小
さい中間層上に酸化物超電導層を成膜すると、膜厚平均
化効果、膜面平滑化効果および配向性向上効果により、
超電導特性に優れた酸化物超電導膜を製造することがで
きる。
【0009】
実施例1 基板にハステロイC−276、中間層物質としてYSZ
(イットリア安定化ジルコニア)、酸化物超電導体とし
てY1 Ba2 Cu3 OY を用いて、レーザアブレーショ
ンにより、酸化物超電導膜を形成した。
(イットリア安定化ジルコニア)、酸化物超電導体とし
てY1 Ba2 Cu3 OY を用いて、レーザアブレーショ
ンにより、酸化物超電導膜を形成した。
【0010】まず、基板としてハステロイC−276,
ターゲットとしてYSZ焼結体、レーザとしてKrFを
励起ガスに用いた波長248nmのエキシマレーザを用
いて、レーザアブレーションにより、基板上にYSZ中
間層を形成した。このときの成膜雰囲気は、酸素ガス圧
0.01mTorr以下、2、4、6、8、10、12
および14mTorrの8通りとした。表1に、このよ
うな条件の下で成膜した、各々のYSZ中間層の表面粗
さ(Ra)を示す。
ターゲットとしてYSZ焼結体、レーザとしてKrFを
励起ガスに用いた波長248nmのエキシマレーザを用
いて、レーザアブレーションにより、基板上にYSZ中
間層を形成した。このときの成膜雰囲気は、酸素ガス圧
0.01mTorr以下、2、4、6、8、10、12
および14mTorrの8通りとした。表1に、このよ
うな条件の下で成膜した、各々のYSZ中間層の表面粗
さ(Ra)を示す。
【0011】次に、ターゲットとしてY1 Ba2 Cu3
OY 焼結体、レーザとして同様にKrFを励起ガスに用
いた波長248nmのエキシマレーザを用いて、レーザ
アブレーションにより、各々のYSZ中間層上にY1 B
a2 Cu3 OY 超電導膜を形成した。このときの成膜雰
囲気は、すべて酸素ガス圧200mTorrとした。表
1に、このような条件の下で成膜した、各々のY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度(Jc)を示す。
OY 焼結体、レーザとして同様にKrFを励起ガスに用
いた波長248nmのエキシマレーザを用いて、レーザ
アブレーションにより、各々のYSZ中間層上にY1 B
a2 Cu3 OY 超電導膜を形成した。このときの成膜雰
囲気は、すべて酸素ガス圧200mTorrとした。表
1に、このような条件の下で成膜した、各々のY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度(Jc)を示す。
【0012】
【表1】
【0013】表1から明らかなように、YSZ中間層の
成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTorr以下の場合、Y
SZ中間層の表面粗さは500Å以下であり、かつY1
Ba 2 Cu3 OY 超電導膜は高い臨界電流密度を有して
いることがわかる。一方、YSZ中間層の成膜雰囲気が
10mTorrを越えると、YSZ中間層の表面粗さは
500Åを越え、それに伴いY1 Ba2 Cu3 OY 超電
導膜の臨界電流密度は急激に低下することがわかる。
成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTorr以下の場合、Y
SZ中間層の表面粗さは500Å以下であり、かつY1
Ba 2 Cu3 OY 超電導膜は高い臨界電流密度を有して
いることがわかる。一方、YSZ中間層の成膜雰囲気が
10mTorrを越えると、YSZ中間層の表面粗さは
500Åを越え、それに伴いY1 Ba2 Cu3 OY 超電
導膜の臨界電流密度は急激に低下することがわかる。
【0014】実施例2 基板にインコネルX−750、中間層物質としてMgO
(酸化マグネシウム)、酸化物超電導体としてBi2 S
r2 Ca2 Cu3 OX を用いて、レーザアブレーション
により、酸化物超電導膜を形成した。その他の成膜条件
は、実施例1と同様である。表2に、このような条件の
下で成膜した、各々のMgO中間層の表面粗さ(Ra)
およびBi2 Sr2 Ca2 Cu3 OX 超電導膜の臨界電
流密度(Jc)を示す。
(酸化マグネシウム)、酸化物超電導体としてBi2 S
r2 Ca2 Cu3 OX を用いて、レーザアブレーション
により、酸化物超電導膜を形成した。その他の成膜条件
は、実施例1と同様である。表2に、このような条件の
下で成膜した、各々のMgO中間層の表面粗さ(Ra)
およびBi2 Sr2 Ca2 Cu3 OX 超電導膜の臨界電
流密度(Jc)を示す。
【0015】
【表2】
【0016】表2から明らかなように、実施例1と同様
に、MgO中間層の成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTo
rr以下の場合、MgO中間層の表面粗さは500Å以
下であり、かつBi2 Sr2 Ca2 Cu3 OX 超電導膜
は高い臨界電流密度を有していることがわかる。一方、
MgO中間層の成膜雰囲気が10mTorrを越える
と、MgO中間層の表面粗さは500Åを越え、それに
伴いBi2 Sr2 Ca2Cu3 OX 超電導膜の臨界電流
密度は急激に低下することがわかる。
に、MgO中間層の成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTo
rr以下の場合、MgO中間層の表面粗さは500Å以
下であり、かつBi2 Sr2 Ca2 Cu3 OX 超電導膜
は高い臨界電流密度を有していることがわかる。一方、
MgO中間層の成膜雰囲気が10mTorrを越える
と、MgO中間層の表面粗さは500Åを越え、それに
伴いBi2 Sr2 Ca2Cu3 OX 超電導膜の臨界電流
密度は急激に低下することがわかる。
【0017】上述の実施例1および実施例2において、
YSZおよびMgO中間層の成膜中、本発明の付随効果
として、成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTorr以下の
場合、レーザアブレーション法の問題点であった『レー
ザ入射窓の汚染によるターゲット上でのレーザパワーの
低減』が発生しないという効果を見いだした。その詳細
な実験結果について、以下の実施例3の中で説明する。
YSZおよびMgO中間層の成膜中、本発明の付随効果
として、成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTorr以下の
場合、レーザアブレーション法の問題点であった『レー
ザ入射窓の汚染によるターゲット上でのレーザパワーの
低減』が発生しないという効果を見いだした。その詳細
な実験結果について、以下の実施例3の中で説明する。
【0018】実施例3 基板にハステロイC−276、中間層物質としてYS
Z、酸化物超電導体としてY1 Ba2 Cu3 OY を用い
て、レーザアブレーションにより、長尺の酸化物超電導
膜を形成した。
Z、酸化物超電導体としてY1 Ba2 Cu3 OY を用い
て、レーザアブレーションにより、長尺の酸化物超電導
膜を形成した。
【0019】まず、基板として1m長のハステロイC−
276、ターゲットとしてYSZ焼結体、レーザとして
KrFを励起ガスに用いた波長248nmのエキシマレ
ーザを用いて、レーザアブレーションにより、基板上に
1m長のYSZ中間層を連続成膜した。このときの成膜
雰囲気は、酸素ガス圧1mTorrとした。
276、ターゲットとしてYSZ焼結体、レーザとして
KrFを励起ガスに用いた波長248nmのエキシマレ
ーザを用いて、レーザアブレーションにより、基板上に
1m長のYSZ中間層を連続成膜した。このときの成膜
雰囲気は、酸素ガス圧1mTorrとした。
【0020】YSZ中間層成膜中、ターゲット上でのレ
ーザパワーをモニタするために、レーザがターゲットに
照射されることによって発生するプラズマの発光スペク
トルの経時変化を観察した。レーザパワーが増大する
と、それに伴って飛散する粒子の量も増加し、増加した
粒子の発光も大きくなる。したがって、プラズマの発光
スペクトルの経時変化を観察するという手段を、レーザ
パワーのモニタとして利用することができる。ここで
は、特にジルコニウムの発光の経時変化を観察した。
ーザパワーをモニタするために、レーザがターゲットに
照射されることによって発生するプラズマの発光スペク
トルの経時変化を観察した。レーザパワーが増大する
と、それに伴って飛散する粒子の量も増加し、増加した
粒子の発光も大きくなる。したがって、プラズマの発光
スペクトルの経時変化を観察するという手段を、レーザ
パワーのモニタとして利用することができる。ここで
は、特にジルコニウムの発光の経時変化を観察した。
【0021】表3に、YSZ成膜中のジルコニウム発光
強度の経時変化を示す。この発光強度の値は、ジルコニ
ウムの発光強度を、成膜開始直後を1として規格化を行
なったものである。
強度の経時変化を示す。この発光強度の値は、ジルコニ
ウムの発光強度を、成膜開始直後を1として規格化を行
なったものである。
【0022】
【表3】
【0023】表3から明らかなように、1mTorrの
酸素雰囲気下でYSZ中間層を成膜中、ジルコニウムの
発光強度は、長時間にわたり、成膜直後の発光強度を下
回ることなく、常に一定となっていることがわかる。
酸素雰囲気下でYSZ中間層を成膜中、ジルコニウムの
発光強度は、長時間にわたり、成膜直後の発光強度を下
回ることなく、常に一定となっていることがわかる。
【0024】表4に、このようにして得られたYSZ中
間層の、基板各位置での膜厚および表面粗さを示す。
間層の、基板各位置での膜厚および表面粗さを示す。
【0025】
【表4】
【0026】表4から明らかなように、このように1m
Torrの酸素雰囲気下で成膜されたYSZ中間層は、
基板全長にわたり、膜厚が均一であり、かつ表面粗さも
500Å以下と小さいことがわかる。
Torrの酸素雰囲気下で成膜されたYSZ中間層は、
基板全長にわたり、膜厚が均一であり、かつ表面粗さも
500Å以下と小さいことがわかる。
【0027】続いて、ターゲットとしてY1 Ba2 Cu
3 OY 焼結体、レーザとして同様に、KrFを励起ガス
に用いた波長248nmのエキシマレーザを用いて、レ
ーザアブレーションにより、YSZ中間層上にY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜を形成した。このときの成膜雰囲
気は、酸素ガス圧200mTorrとした。
3 OY 焼結体、レーザとして同様に、KrFを励起ガス
に用いた波長248nmのエキシマレーザを用いて、レ
ーザアブレーションにより、YSZ中間層上にY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜を形成した。このときの成膜雰囲
気は、酸素ガス圧200mTorrとした。
【0028】表5に、このような条件の下で成膜したY
1 Ba2 Cu3 OY 超電導膜の、基板各位置での臨界電
流密度(Jc)を示す。
1 Ba2 Cu3 OY 超電導膜の、基板各位置での臨界電
流密度(Jc)を示す。
【0029】
【表5】
【0030】表5から明らかなように、大面積テープ基
板上に、高特性で特性均一な酸化物超電導膜を形成する
ことができた。
板上に、高特性で特性均一な酸化物超電導膜を形成する
ことができた。
【0031】さらに、YSZ中間層の成膜雰囲気が、酸
素ガス圧5、7、10および12mTorrの4通りの
場合についても、同様の成膜を行なった。
素ガス圧5、7、10および12mTorrの4通りの
場合についても、同様の成膜を行なった。
【0032】表6は、5mTorrの酸素雰囲気下でY
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中のジル
コニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値は同
様に、成膜開始直後を1として規格化したものである。
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中のジル
コニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値は同
様に、成膜開始直後を1として規格化したものである。
【0033】
【表6】
【0034】表6から、5mTorrの酸素雰囲気下で
YSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光強度
は、成膜終盤において低下が見られるものの、1mTo
rrの酸素雰囲気下で成膜した場合と同様に、かなり長
時間にわたり一定となっていることがわかる。
YSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光強度
は、成膜終盤において低下が見られるものの、1mTo
rrの酸素雰囲気下で成膜した場合と同様に、かなり長
時間にわたり一定となっていることがわかる。
【0035】表7は、5mTorrの酸素雰囲気下でY
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚および
表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の特性
を示す。
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚および
表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の特性
を示す。
【0036】
【表7】
【0037】表7から、5mTorrの酸素雰囲気下で
YSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層は、成膜終
盤においてわずかに薄くなる傾向にあるものの、基板全
長にわたって膜厚が均一であり、表面粗さも小さいこと
がわかる。また、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba2 Cu3 OY 超電導膜は、基板全長にわたって高い
臨界電流密度を有していることがわかる。
YSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層は、成膜終
盤においてわずかに薄くなる傾向にあるものの、基板全
長にわたって膜厚が均一であり、表面粗さも小さいこと
がわかる。また、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba2 Cu3 OY 超電導膜は、基板全長にわたって高い
臨界電流密度を有していることがわかる。
【0038】表8は、7mTorrの酸素雰囲気下でY
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中のジル
コニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値は同
様に、成膜開始直後を1として規格化したものである。
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中のジル
コニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値は同
様に、成膜開始直後を1として規格化したものである。
【0039】
【表8】
【0040】表8から、7mTorrの酸素雰囲気下で
YSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光強度
は、成膜終盤において低下が見られるものの、1mTo
rrの酸素雰囲気下で成膜した場合と同様に、かなり長
時間にわたり一定となっていることがわかる。
YSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光強度
は、成膜終盤において低下が見られるものの、1mTo
rrの酸素雰囲気下で成膜した場合と同様に、かなり長
時間にわたり一定となっていることがわかる。
【0041】表9は、7mTorrの酸素雰囲気下でY
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚および
表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の特性
を示す。
SZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚および
表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の特性
を示す。
【0042】
【表9】
【0043】表9から、7mTorrの酸素雰囲気下で
YSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層は、成膜終
盤においてわずかに薄くなる傾向にあるものの、基板全
長にわたって膜厚が均一であり、表面粗さも小さいこと
がわかる。また、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba2 Cu3 OY 超電導膜は、基板全長にわたって高い
臨界電流密度を有していることがわかる。
YSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層は、成膜終
盤においてわずかに薄くなる傾向にあるものの、基板全
長にわたって膜厚が均一であり、表面粗さも小さいこと
がわかる。また、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba2 Cu3 OY 超電導膜は、基板全長にわたって高い
臨界電流密度を有していることがわかる。
【0044】表10は、10mTorrの酸素雰囲気下
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中の
ジルコニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値
は同様に、成膜開始直後を1として規格化したものであ
る。
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中の
ジルコニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値
は同様に、成膜開始直後を1として規格化したものであ
る。
【0045】
【表10】
【0046】表10から、10mTorrの酸素雰囲気
下でYSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光
強度は、成膜終盤において低下が見られるものの、1m
Torrの酸素雰囲気下で成膜した場合と同様に、かな
り長時間にわたり一定となっていることがわかる。
下でYSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光
強度は、成膜終盤において低下が見られるものの、1m
Torrの酸素雰囲気下で成膜した場合と同様に、かな
り長時間にわたり一定となっていることがわかる。
【0047】表11は、10mTorrの酸素雰囲気下
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚お
よび表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba 2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の
特性を示す。
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚お
よび表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba 2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の
特性を示す。
【0048】
【表11】
【0049】表11から、10mTorrの酸素雰囲気
下でYSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層は、成
膜終盤においてわずかに薄くなる傾向にあるものの、基
板全長にわたって膜厚が均一であり、表面粗さも小さい
ことがわかる。また、このYSZ中間層上に成膜された
Y1 Ba2 Cu3 OY 超電導膜は、基板全長にわたって
高い臨界電流密度を有していることがわかる。
下でYSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層は、成
膜終盤においてわずかに薄くなる傾向にあるものの、基
板全長にわたって膜厚が均一であり、表面粗さも小さい
ことがわかる。また、このYSZ中間層上に成膜された
Y1 Ba2 Cu3 OY 超電導膜は、基板全長にわたって
高い臨界電流密度を有していることがわかる。
【0050】表12は、12mTorrの酸素雰囲気下
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中の
ジルコニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値
は同様に、成膜開始直後を1として規格化したものであ
る。
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層成膜中の
ジルコニウム発光強度の経時変化を示す。発光強度の値
は同様に、成膜開始直後を1として規格化したものであ
る。
【0051】
【表12】
【0052】表12から、12mTorrの酸素雰囲気
下でYSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光
強度は、成膜時間の経過につれてどんどん小さくなり、
成膜終了時には検出不能となった。
下でYSZ中間層を成膜した場合、ジルコニウムの発光
強度は、成膜時間の経過につれてどんどん小さくなり、
成膜終了時には検出不能となった。
【0053】表13は、12mTorrの酸素雰囲気下
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚お
よび表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba 2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の
特性を示す。
でYSZ中間層を成膜した際の、YSZ中間層の膜厚お
よび表面粗さと、このYSZ中間層上に成膜されたY1
Ba 2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度の長手方向の
特性を示す。
【0054】
【表13】
【0055】表13から、12mTorrの酸素雰囲気
下でYSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層の膜厚
は、長手方向にいくにつれて薄くなっている。また、Y
SZ中間層の表面粗さは、部分的に500Åを越える高
い値となり、このYSZ中間層上に成膜されたY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度は、低いことがわ
かる。
下でYSZ中間層を成膜した場合、YSZ中間層の膜厚
は、長手方向にいくにつれて薄くなっている。また、Y
SZ中間層の表面粗さは、部分的に500Åを越える高
い値となり、このYSZ中間層上に成膜されたY1 Ba
2 Cu3 OY 超電導膜の臨界電流密度は、低いことがわ
かる。
【0056】実施例3の結果から、長尺の酸化物超電導
膜の製造においても、この発明は適用され、YSZ中間
層の成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTorr以下の場
合、基板全長にわたって、YSZ中間層の表面粗さは5
00Å以下であり、このYSZ中間層上に成膜されたY
1 Ba2 Cu3 OY 超電導薄膜は、高い臨界電流密度を
有していることが確かめられた。また一方、YSZ中間
層成膜の際、酸素雰囲気圧が本発明の範囲、すなわち1
0mTorr以下であるとき、レーザ入射窓の汚染によ
るターゲット上でのレーザパワーの低減が発生せず、基
板全長にわたってYSZ中間層の膜厚は、均一であるこ
とがわかった。これは、成膜中にレーザ入射窓に付着し
た粒子が、紫外領域の光を透過する性質を有する薄膜と
なり、レーザ光の透過を妨げることがないためであると
考えられる。さらに、この付随効果は、酸素雰囲気圧が
1mTorr以下で成膜する場合、特に顕著である。
膜の製造においても、この発明は適用され、YSZ中間
層の成膜雰囲気が酸素ガス圧10mTorr以下の場
合、基板全長にわたって、YSZ中間層の表面粗さは5
00Å以下であり、このYSZ中間層上に成膜されたY
1 Ba2 Cu3 OY 超電導薄膜は、高い臨界電流密度を
有していることが確かめられた。また一方、YSZ中間
層成膜の際、酸素雰囲気圧が本発明の範囲、すなわち1
0mTorr以下であるとき、レーザ入射窓の汚染によ
るターゲット上でのレーザパワーの低減が発生せず、基
板全長にわたってYSZ中間層の膜厚は、均一であるこ
とがわかった。これは、成膜中にレーザ入射窓に付着し
た粒子が、紫外領域の光を透過する性質を有する薄膜と
なり、レーザ光の透過を妨げることがないためであると
考えられる。さらに、この付随効果は、酸素雰囲気圧が
1mTorr以下で成膜する場合、特に顕著である。
【0057】なお、実施例3において、中間層がYSZ
である場合、レーザ入射窓の汚染によるターゲット上で
のレーザパワーの低減が発生しないという、本発明の付
随効果が得られることが確かめられたが、この付随効果
は、YSZ中間層を用いる場合に限られるものではな
く、MgO中間層を用いる場合についても、同様の付随
効果が得られることが確認されている。
である場合、レーザ入射窓の汚染によるターゲット上で
のレーザパワーの低減が発生しないという、本発明の付
随効果が得られることが確かめられたが、この付随効果
は、YSZ中間層を用いる場合に限られるものではな
く、MgO中間層を用いる場合についても、同様の付随
効果が得られることが確認されている。
【0058】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、表面粗
さの小さいYSZ中間層およびMgO中間層を形成し、
このような中間層上に酸化物超電導膜を成膜することに
より、超電導特性に優れた酸化物超電導膜を、レーザア
ブレーションにより製造することができる。
さの小さいYSZ中間層およびMgO中間層を形成し、
このような中間層上に酸化物超電導膜を成膜することに
より、超電導特性に優れた酸化物超電導膜を、レーザア
ブレーションにより製造することができる。
【0059】さらに、付随効果として、本発明によれ
ば、ターゲット上でのレーザパワーの低減が発生しない
ため、長手方向にわたって膜厚の均一な中間層を得るこ
とができ、大面積酸化物超電導膜の超電導特性の改善に
対しても、大きな効果がある。
ば、ターゲット上でのレーザパワーの低減が発生しない
ため、長手方向にわたって膜厚の均一な中間層を得るこ
とができ、大面積酸化物超電導膜の超電導特性の改善に
対しても、大きな効果がある。
【図1】レーザアブレーション法を用いる酸化物超電導
膜製造装置の模式図である。
膜製造装置の模式図である。
1 レーザ発振装置 2 レーザ入射窓 3 薄膜形成炉 4 ターゲット 6 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // H01B 12/06 ZAA H01B 12/06 ZAA (72)発明者 葭田 典之 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友 電気工業株式会社 大阪製作所内 (72)発明者 原 築志 東京都調布市西つつじヶ丘二丁目4番1 号 東京電力株式会社 技術研究所内 (72)発明者 石井 英雄 東京都調布市西つつじヶ丘二丁目4番1 号 東京電力株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平3−39458(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 13/00 C23C 14/08 C30B 23/08 C30B 29/22 JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- 【請求項1】 レーザアブレーション法を用いる酸化物
超電導膜製造方法であって、 YSZ(イットリア安定化ジルコニア)またはMgO
(酸化マグネシウム)をターゲットとして用い、10m
Torr以下の酸素雰囲気下で基板上に中間層を形成す
るステップと、 前記中間層上に酸化物超電導膜を形成するステップとを
備える、酸化物超電導膜製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4203860A JP3017886B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 酸化物超電導膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4203860A JP3017886B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 酸化物超電導膜の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0652742A JPH0652742A (ja) | 1994-02-25 |
JP3017886B2 true JP3017886B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=16480900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4203860A Expired - Fee Related JP3017886B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | 酸化物超電導膜の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3017886B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006027958A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 薄膜材料およびその製造方法 |
JP2009016257A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線材および超電導線材の製造方法 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4203860A patent/JP3017886B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0652742A (ja) | 1994-02-25 |
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