JP3206033B2 - Oxide superconductor - Google Patents
Oxide superconductorInfo
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、核融合炉、電磁流体発
電機、粒子加速器、回転電気機器(電動機や発電機な
ど)、磁気分離機、磁気浮上列車、磁気浮上自動車、磁
気浮上エレベータ、核磁気共鳴断層撮影診断装置、磁気
推進船、電子ビーム露光装置、単結晶製造装置、各種実
験装置などのマグネットコイル用材料として適し、ま
た、送電線、電気エネルギー貯蔵器、変圧器、整流器な
どの電力損失が問題になる用途に適し、さらに、ジョセ
フソン素子、SQUID素子、磁気センサー素子、超電
導トランジスタ、超電導マイクロ波立体回路などの各種
素子として適し、さらにまた、赤外線探知材料、磁気遮
断材料などの各種機能材料として適している酸化物超電
導体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear fusion reactor, a magnetic fluid generator, a particle accelerator, a rotating electric device (such as a motor or a generator), a magnetic separator, a maglev train, a maglev vehicle, a maglev elevator, It is suitable as a material for magnet coils in nuclear magnetic resonance tomography diagnostic equipment, magnetic propulsion ships, electron beam exposure equipment, single crystal manufacturing equipment, various experimental equipment, etc.It is also suitable for power transmission lines, electric energy storage, transformers, rectifiers, etc. Suitable for applications where power loss is a problem, and further suitable for various elements such as Josephson elements, SQUID elements, magnetic sensor elements, superconducting transistors, superconducting microwave three-dimensional circuits, and infrared detecting materials, magnetic shielding materials, etc. The present invention relates to an oxide superconductor suitable as various functional materials.
【0002】[0002]
【従来の技術】超電導材料は、多くの場合、薄膜や線材
などの形態で実用に供されているが、そのときは、基板
や補強材と一体化して使用するのが通例である。したが
って、超電導体材料としては、その超電導転移温度(T
c)や臨界電流密度(Jc)などの超電導特性に優れて
いると同時に、実用性の点からいえば、基板や補強材な
どと一体化するときに、基板や補強材などの特性を低下
させないで合成することができる材料であることが好ま
しい。2. Description of the Related Art Superconducting materials are often put into practical use in the form of thin films or wires, but at that time, they are usually used integrally with a substrate or reinforcing material. Therefore, as a superconductor material, its superconducting transition temperature (T
c) It has excellent superconducting properties such as critical current density (Jc), and, from the viewpoint of practicality, does not degrade the properties of the substrate and the reinforcing material when integrated with the substrate and the reinforcing material. It is preferable that the material can be synthesized by:
【0003】ところで、各種の超電導体のうち、酸化物
超電導体はその結晶構造中に酸素を含んでいるため、そ
の多くは、比較的高濃度の酸素雰囲気中で合成される。
したがって、基板や補強材などが、たとえば、炭素質材
料のような易酸化性材料で構成されている場合、ここに
酸化物超電導体を一体化しようとすると、酸化物超電導
体の合成過程で上記基板や補強材が酸化してその強度劣
化を招くことになり、実使用に耐え得ないという問題が
生じてくる。[0003] Among various superconductors, an oxide superconductor contains oxygen in its crystal structure, and therefore, most of them are synthesized in a relatively high-concentration oxygen atmosphere.
Therefore, for example, when the substrate or the reinforcing material is made of an easily oxidizable material such as a carbonaceous material, if an attempt is made to integrate the oxide superconductor therewith, the above-mentioned process will take place during the synthesis of the oxide superconductor. The substrate and the reinforcing material are oxidized to cause deterioration of the strength, and a problem arises that the substrate and the reinforcing material cannot be used in actual use.
【0004】同じ酸化物超電導体であっても、たとえ
ば、R.J.Cavaらが“Nature”,vol.336(1988)211
で発表している、Pb2 Sr2 Ca1-x Yx Cu3 O8
(0≦x≦0.5)は、不活性雰囲気中や非常に低濃度の
酸素雰囲気中で合成できる酸化物超電導体であることが
知られている。したがって、この酸化物超電導体の場合
は、基板や補強材などの特性劣化を引き起こすことな
く、これらに一体化することもできるという利点を備え
ている。しかしその反面、この酸化物超電導体のTcは
約80Kと低く、実使用の面で難点がある。[0004] Even with the same oxide superconductor, for example, RJ Cava et al., "Nature", vol. 336 (1988) 211
Pb 2 Sr 2 Ca 1-x Y x Cu 3 O 8
(0 ≦ x ≦ 0.5) is known to be an oxide superconductor that can be synthesized in an inert atmosphere or a very low-concentration oxygen atmosphere. Therefore, in the case of this oxide superconductor, there is an advantage that the oxide superconductor can be integrated with the substrate and the reinforcing material without causing the characteristic deterioration. However, on the other hand, the Tc of this oxide superconductor is as low as about 80K, and there is a problem in practical use.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ca
vaらが発表した組成の酸化物超電導体における上記し
たような問題を解決し、不活性雰囲気中または非常に低
濃度の酸素雰囲気中で合成することができ、かつ、その
Tcも100〜107Kと高い値を示す酸化物超電導体
を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a Ca
Solving the above-mentioned problems in the oxide superconductor having the composition disclosed by Va et al., it can be synthesized in an inert atmosphere or an extremely low-concentration oxygen atmosphere, and has a Tc of 100 to 107K. An object is to provide an oxide superconductor having a high value.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、まず、次式: (Pb1-pBip)2Sr2(Ca1-qAq)2Cu4Or……(1) (式中、Aは、Y,La,Nd,Sm,Eu,Gd,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Luの群から選ばれる少
なくとも1種の元素を表し、p,q,rはそれぞれ、0
<p≦0.4、0.15≦q≦0.25、9.5≦r≦
10.65を満足する数を表す)で示される銅複合酸化
物を主成分とすることを特徴とする酸化物超電導体が提
供される。以後、これを第1発明という。To achieve the above object, according to the solution to ## in the present invention, first, the following formula: (Pb 1-p Bi p ) 2 Sr 2 (Ca 1-q A q) 2 Cu 4 O r (1) (where A is Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, D
represents at least one element selected from the group consisting of y, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, and p, q, and r each represent 0
<P ≦ 0.4, 0.15 ≦ q ≦ 0.25, 9.5 ≦ r ≦
An oxide superconductor comprising, as a main component, a copper composite oxide represented by a number satisfying 10.65). Hereinafter, this is referred to as a first invention.
【0007】また、本発明においては、次式: (Pb1-pTlp)2Sr2(Ca1-qAq)2Cu4Or……(2) (式中、Aは、Y,La,Nd,Sm,Eu,Gd,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Luの群から選ばれる少
なくとも1種の元素を表し、p,q,rはそれぞれ、0
<p≦0.6、0.15≦q≦0.25、9.5≦r≦
11.05を満足する数を表す)で示される銅複合酸化
物を主成分とすることを特徴とする酸化物超電導体が提
供される。以後、これを第2発明という。Further, in the present invention has the formula: (Pb 1-p Tl p ) 2 Sr 2 (Ca 1-q A q) 2 Cu 4 O r ...... (2) ( In the formula, A, Y , La, Nd, Sm, Eu, Gd, D
represents at least one element selected from the group consisting of y, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu, and p, q, and r each represent 0
<P ≦ 0.6, 0.15 ≦ q ≦ 0.25, 9.5 ≦ r ≦
An oxide superconductor comprising, as a main component, a copper composite oxide represented by a number satisfying 11.05). Hereinafter, this is referred to as a second invention.
【0008】ところで、銅複合酸化物の超電導体におい
ては、結晶構造中に形成されているCuO2 層が超電導
特性を発現する。そして単位結晶構造中に存在する前記
CuO2 層の数が多くなるほど、Tcは高温側にシフト
していく。Cavaらが発表した前記の銅複合酸化物の
場合、単位結晶構造中に存在するCuO2 層の数は2層
である。[0008] In a copper composite oxide superconductor, the CuO 2 layer formed in the crystal structure exhibits superconducting properties. Then, as the number of the CuO 2 layers present in the unit crystal structure increases, Tc shifts to a higher temperature side. In the case of the copper composite oxide described by Cava et al., The number of CuO 2 layers present in the unit crystal structure is two.
【0009】これに反し、第1発明および第2発明にお
いては、いずれの場合も、単位結晶構造中に存在するC
uO2 層の数は3つである。すなわち、Cavaらの発
表した銅複合酸化物に比べて、単位結晶構造中のCuO
2層が1層多く、そのため、Tcもより高い値を示す。
第1発明の銅複合酸化物においては、全体が−2価であ
るCuO2 層を、さらに1層、単位結晶構造中に形成す
ることを目的として、この負の電荷を打ち消すために+
2価のCaを導入する。そして、単位結晶構造中のPb
O層の一部Pbを+3価のBiで置換してPbO層全体
の電荷を正とすることにより、前記したCaの導入を可
能たらしめ、その結果、Caと対になった状態で、さら
なるCuO2 層の形成を実現する。On the other hand, in each of the first and second inventions, the C
The number of uO 2 layers is three. That is, CuO in the unit crystal structure is compared with the copper composite oxide disclosed by Cava et al.
Two layers are one layer more, and therefore, Tc also shows a higher value.
In the copper composite oxide according to the first aspect of the present invention, in order to form one more CuO 2 layer having a valency of -2 in the unit crystal structure, +
Divalent Ca is introduced. And Pb in the unit crystal structure
By substituting a part of Pb of the O layer with Bi + 3 to make the charge of the entire PbO layer positive, it becomes possible to introduce the Ca described above. The formation of a CuO 2 layer is realized.
【0010】この場合、Pbに対するBiの置換量が0.
4を超える場合には、すなわち、上記(1)式における
pが0.4より大きくなると、バルク体としての結晶成長
が困難になるので、Biの置換量pは、0<p≦0.4に
する。p値が上記範囲にあるときに、単位結晶構造中へ
の導入可能なCa量:(1−q)は0〜0.70となる。In this case, the replacement amount of Bi with respect to Pb is 0.
If it exceeds 4, that is, if p in the above formula (1) is larger than 0.4, it becomes difficult to grow a crystal as a bulk body. Therefore, the substitution amount p of Bi is 0 <p ≦ 0.4. To When the p value is within the above range, the amount of Ca that can be introduced into the unit crystal structure: (1-q) is 0 to 0.70.
【0011】すなわち0<p≦0.4、0.15≦q≦
0.25のときに、CuO2層が単位結晶構造中に3層
存在する銅複合酸化物を合成することができる。一方、
第2発明における銅複合酸化物の場合も同様で、PbO
層の一部Pbを+3価のTlで置換してPbO層の全体
電荷を正としてCaの導入が可能な状態を実現すること
により、単位結晶構造中にCuO2層を3つ形成したも
のである。That is, 0 <p ≦ 0.4, 0.15 ≦ q ≦
When the ratio is 0.25 , a copper composite oxide having three CuO 2 layers in the unit crystal structure can be synthesized. on the other hand,
The same applies to the case of the copper composite oxide in the second invention, and PbO
By substituting a part of the layer Pb with Tl of +3 valence to realize a state in which Ca can be introduced with the total charge of the PbO layer being positive, three CuO 2 layers are formed in the unit crystal structure. is there.
【0012】この場合、Tlの置換量は0.6まで可能
である。この値、すなわち(2)式におけるp値が0.
6より大きい場合には、(1)式の銅複合酸化物の場合
と同様に、バルク体としての結晶成長が困難になるの
で、p値は、0<p≦0.6にする。(2)式における
p値が上記の範囲にあるとき、すなわち、0<p≦0.
6、0.15≦q≦0.25のときに、CuO2層を3
つ形成することができる。In this case, the substitution amount of Tl can be up to 0.6. When this value, that is, the p value in the equation (2) is set to 0.
If the value is larger than 6, the crystal growth as a bulk body becomes difficult as in the case of the copper composite oxide of the formula (1). Therefore, the p value is set to 0 < p ≦ 0.6. (2) can and p value falls within the above range in the formula, ie, 0 <p ≦ 0.
6 , when 0.15 ≦ q ≦ 0.25 , the CuO 2 layer
One can be formed.
【0013】第1、第2発明のいずれの銅複合酸化物に
おいても、p=0かつq=0の場合、それが理想的に合
成された理想的な結晶構造になっているときには、酸素
の指数rは10.0である。しかしながら、Pbを一部
置換するBiやTlの量の多少、または合成時の雰囲気
における酸素量の多少などの影響を受けて、結晶構造中
の酸素量に過不足が生ずるため、実際のrは、10.0
から少しずれた値になる。[0013] First, one of the copper composite oxide of the second invention
Even when p = 0 and q = 0 , the index r of oxygen is 10.0 when it has an ideally synthesized ideal crystal structure. However, due to the influence of the amount of Bi or Tl that partially substitutes for Pb or the amount of oxygen in the atmosphere at the time of synthesis, the amount of oxygen in the crystal structure becomes excessive or deficient. , 10.0
Value slightly deviated from
【0014】第1発明の銅複合酸化物においては、この
r値は、9.5≦r≦10.65の範囲内にあることが
許容される。rが9.5より小さい場合には、この単位
結晶構造中に3つのCuO2層を形成することが困難と
なって、Tcの低下を招き、また、rが10.65より
大きくなると、バルク体としての結晶成長が充分に進ま
ないからである。In the copper composite oxide according to the first aspect of the present invention, the r value is allowed to be in the range of 9.5 ≦ r ≦ 10.65. When r is smaller than 9.5, it becomes difficult to form three CuO 2 layers in this unit crystal structure, which causes a decrease in Tc. When r is larger than 10.65, the bulk becomes smaller. This is because crystal growth as a body does not proceed sufficiently.
【0015】第2発明の銅複合酸化物の場合は、上記し
た第1発明の銅複合酸化物の場合と同じ理由で、r値
は、9.5≦r≦11.05の範囲にあることが許容さ
れる。本発明の酸化物超電導体は、テープ状、線状、繊
維状、シート状など、いろいろな形態にして用いること
ができる。また、炭素繊維や、セラミックスや、金、銀
などの金属からなる補強線材上に形成して用いることも
できる。また、銀シースなどの補強用の中空材料に詰め
て用いることもできる。さらにまた、銅などのマトリク
スを用いて、多芯線構造の超電導線材とすることもでき
る。また、Si、MgO、LaGaO3、LaAlO3、
SrTiO3などの基板上に薄膜として形成し、いろい
ろな素子として、あるいは、LSIの配線として用いる
ことができる。In the case of the copper composite oxide of the second invention, the r value is in the range of 9.5 ≦ r ≦ 11.05 for the same reason as in the case of the copper composite oxide of the first invention. Is acceptable. Oxide superconductor of the present invention, a tape-like, linear, fiber, sheet, etc., it is a this used in the various forms. Further, it can also be used by forming it on a reinforcing wire made of carbon fiber, ceramics, or a metal such as gold or silver. Further, it can also be used by filling in a hollow material for reinforcement such as a silver sheath. Furthermore, a superconducting wire having a multi-core wire structure can be formed by using a matrix such as copper. Also, Si, MgO, LaGaO 3 , LaAlO 3 ,
It can be formed as a thin film on a substrate such as SrTiO 3 and used as various elements or as LSI wiring.
【0016】本発明の酸化物超電導体は、いろいろな方
法で合成することができるが、それらの方法のうち、酸
化物や炭酸塩などの粉末を原料として用いる固相反応法
は、合成の途中で、安定な中間生成物ができやすいとい
う問題がある。合成する方法としては、原子オーダーで
各原子層を微細にコントロールして形成することができ
る、レーザーアブレーション法、分子線エピタキシー
法、電子ビーム蒸着法や、各種のスパッタ法などの物理
的蒸着法が好適である。The oxide superconductor of the present invention can be synthesized by various methods. Among these methods, the solid-phase reaction method using a powder such as an oxide or a carbonate as a raw material is one of the methods. Therefore, there is a problem that a stable intermediate product is easily formed. As a synthesis method, physical vapor deposition methods such as laser ablation method, molecular beam epitaxy method, electron beam evaporation method, and various sputtering methods, which can form each atomic layer finely in an atomic order, can be formed. It is suitable.
【0017】たとえば、レーザーアブレーション法によ
る合成につき、(1)式の銅複合酸化物の合成を例にし
て説明する。この場合、PbO、Bi2 O3 、SrCO
3 、CuOの各原料粉末を(Pb+Bi):Sr:Cu
のモル比が2:2:2.2であり、かつ、0<Bi/Pb
≦2/3を満たすように秤量、混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を窒素雰囲気下に
おいて温度700〜850℃で1〜12時間焼成する。
このときの焼成温度が700℃より低いと、合成反応は
充分に進行しないことがあり、850℃より高い温度で
焼成すると、全体が溶解してしまう場合がある。また、
焼成時間が1時間より短いと、同じく合成反応は充分に
進行しないことがあり、12時間より長く焼成しても、
合成反応としては無駄であり、徒らに製造時間を長くす
るだけである。For example, the synthesis by the laser ablation method will be described with reference to the synthesis of the copper composite oxide of the formula (1) as an example. In this case, PbO, Bi 2 O 3 , SrCO
3. Each raw material powder of CuO is (Pb + Bi): Sr: Cu
Is 2: 2: 2.2 and 0 <Bi / Pb
After weighing and mixing so as to satisfy ≤ 2/3, and molding the mixed powder into pellets, the molded body is fired at a temperature of 700 to 850 ° C for 1 to 12 hours in a nitrogen atmosphere.
If the firing temperature at this time is lower than 700 ° C., the synthesis reaction may not proceed sufficiently, and if firing at a temperature higher than 850 ° C., the whole may be dissolved. Also,
If the firing time is shorter than 1 hour, the synthesis reaction may not proceed sufficiently.
It is useless as a synthesis reaction, and only increases the production time.
【0018】ついで、焼成体を秤量し、その測定重量か
ら当所の組成比に基づいてPb量を算出し、その算出P
b量の0〜5倍量のPb量に相当するPbO粉末を秤量
する。そして、この秤量したPbOを、前記焼成体を粉
砕してなる粉末に添加、混合したのち成形する。この成
形体をターゲットIとする。なお、ターゲットIの製造
時に、焼成体の粉末に目的化合物の化学量論以上のPb
O粉末を添加する理由は、後述する銅複合酸化物を所望
基板の上に合成するときに、基板温度が上昇するにつれ
て、Pb成分の堆積が困難になり目的組成が得にくくな
るという問題を防ぐためである。しかし、添加するPb
O量が前記算出Pb量の5倍値に相当する量を超えて
も、基板温度で目的とする銅複合酸化物の組成比を調節
することが困難になるので、添加Pb量は上記範囲にし
ているのである。Next, the fired body is weighed, and the Pb amount is calculated from the measured weight based on the composition ratio of the fired body.
The PbO powder corresponding to the Pb amount of 0 to 5 times the b amount is weighed. Then, the weighed PbO is added to a powder obtained by pulverizing the fired body, mixed, and then molded. This compact is referred to as target I. During the production of the target I, the powder of the fired body was added to the powder of Pb having a stoichiometry or more of
The reason for adding O powder is to prevent the problem that, when a copper composite oxide described later is synthesized on a desired substrate, the deposition of the Pb component becomes difficult and the target composition becomes difficult to obtain as the substrate temperature increases. That's why. However, the added Pb
If the amount of O exceeds the amount corresponding to five times the calculated amount of Pb, it becomes difficult to adjust the composition ratio of the target copper composite oxide at the substrate temperature. -ing
【0019】つぎにCaCO3 、Aの酸化物または炭酸
塩、CuOの各原料粉末を、(Ca+A):Cuのモル
比が1:1であり、かつ、0<A/Ca≦1/3を満た
すように秤量、混合し、その混合粉をペレット状に成形
したのち、その成形体を大気中において温度800〜9
50℃で6〜12時間焼成する。このときの焼成温度、
焼成時間は、前記したターゲットIの合成の場合と同じ
ような理由で、上記範囲にそれぞれ設定される。Next, the raw material powders of CaCO 3 , oxides or carbonates of A, and CuO were mixed with a (Ca + A): Cu molar ratio of 1: 1 and 0 <A / Ca ≦ 1/3. After weighing and mixing so as to fill the mixture and molding the mixed powder into a pellet, the molded body is heated to a temperature of 800 to 9 in the atmosphere.
Bake at 50 ° C for 6 to 12 hours. Firing temperature at this time,
The firing time is set in each of the above ranges for the same reason as in the synthesis of the target I described above.
【0020】ついで、得られた焼成体を粉砕したのち、
再び成形する。この成形体をターゲットIIとする。ター
ゲットI、ターゲットIIを真空チャンバの回転式ターゲ
ットホルダに別々にセットし、また、これら各ターゲッ
トの対向位置に、各ターゲットから20〜150mm離し
て基板をセットし、真空チャンバ内の酸素分圧を5×1
0-3〜5×10-4mbar程度にして、基板を450〜70
0℃の温度に加熱する。ターゲットホルダーを回転させ
ターゲットI、ターゲットIIにエキシマレーザを交互に
照射して、基板の上に各ターゲット材料を堆積する。こ
のときのエキシマレーザとしては、たとえば、ArF、
KrF、XeClを用いたものが好適である。Then, after the obtained fired body is pulverized,
Form again. This compact is designated as target II. The targets I and II are set separately on the rotary target holder of the vacuum chamber, and a substrate is set at a position facing each of these targets at a distance of 20 to 150 mm from each target to reduce the oxygen partial pressure in the vacuum chamber. 5x1
0 -3 to 5 × 10 -4 mbar, and the substrate is 450 to 70
Heat to a temperature of 0 ° C. The target holder is rotated and the target I and the target II are alternately irradiated with excimer laser to deposit each target material on the substrate. As the excimer laser at this time, for example, ArF,
Those using KrF and XeCl are preferable.
【0021】また、ターゲットの切換えは、RHEED
振動の強度をモニターしながら行い、各ターゲットによ
る強度ピータが認められた時点で別のターゲットへエキ
シマレーザを照射するという態様で、ターゲットI→タ
ーゲットII→ターゲットI→……のように切換えてい
く。なお、上記のレーザーアブレーション法において、
ターゲットと基板との距離が20mm未満の場合には、基
板が邪魔になるため、ターゲットへのエキシマレーザの
照射角度を非常に小さくせざるを得ず、そのことによっ
て、ターゲットのアブレーションが起こりにくくなって
しまう。また、ターゲットと基板との距離が150mmよ
り大きいと、基板へのターゲット材料の堆積速度が著し
く低下し、合成に要する時間は非常に長くなって実用的
でなくなる。The switching of the target is performed by RHEED
The monitoring is carried out while monitoring the intensity of the vibration, and when the intensity Peter by each target is recognized, another target is irradiated with an excimer laser, and the target is switched in the order of target I → target II → target I →. . In the above laser ablation method,
If the distance between the target and the substrate is less than 20 mm, the substrate becomes obstructive, and the irradiation angle of the excimer laser on the target must be made extremely small, thereby making it difficult for ablation of the target to occur. Would. On the other hand, if the distance between the target and the substrate is larger than 150 mm, the deposition rate of the target material on the substrate is significantly reduced, and the time required for the synthesis becomes extremely long, which is not practical.
【0022】また、基板の温度が450℃より低いと、
基板上に堆積するターゲット材料の結晶化が起こりにく
くなり、また700℃より高い温度の場合は、基板上に
堆積した材料の再蒸発が起こるようになって、その組成
は、目的とする組成から著しくずれてしまう。さらに、
真空チャンバ内の酸素分圧が5×10-3mbarより高
い場合は、基板上に堆積する銅複合酸化物に不純物が混
入しやすくなり、また5×10-4mbarより低くなる
と、基板上に堆積する銅複合酸化物の酸素取り込み量が
少なくなる。When the temperature of the substrate is lower than 450 ° C.,
The crystallization of the target material deposited on the substrate is less likely to occur, and when the temperature is higher than 700 ° C., the material deposited on the substrate re-evaporates. It will shift significantly. further,
When the oxygen partial pressure in the vacuum chamber is higher than 5 × 10 −3 mbar , impurities are mixed in the copper composite oxide deposited on the substrate.
When it becomes easy to enter and when it is lower than 5 × 10 −4 mbar, the oxygen uptake amount of the copper composite oxide deposited on the substrate becomes
Less .
【0023】第2発明における銅複合酸化物をレーザー
アブレーション法で合成する場合も、上記と同様の方
法、条件が適用される。この場合には、第1発明の銅複
合産物の合成に用いるターゲットIの製造において、P
bO、Tl2 O3 、SrCO3 、CuOの各原料粉末を
(Pb+Tl):Sr:Cuのモル比が2:2:2.2で
あり、かつ、0<Tl/Pb≦1.5を満たすように秤
量、混合してペレット状の成形体を調製すること、なら
びに、上記成形体の焼成後に、Pb+Tlの重量を算出
し、その算出量の0〜5倍値に相当する量のPbO粉末
およびTl2 O3 粉末を、前記焼成体の粉末に添加する
ことを除いては、第1発明の場合と同じようにして製造
すればよい。When the copper composite oxide of the second invention is synthesized by the laser ablation method, the same method and conditions as described above are applied. In this case, in the production of the target I used for the synthesis of the copper composite product of the first invention, P
Each raw material powder of bO, Tl 2 O 3 , SrCO 3 , and CuO has a (Pb + Tl): Sr: Cu molar ratio of 2: 2: 2.2 and satisfies 0 <Tl / Pb ≦ 1.5. To prepare a pellet-shaped molded body by weighing and mixing, and after calcination of the molded body, calculate the weight of Pb + Tl, and obtain an amount of PbO powder equivalent to 0 to 5 times the calculated amount. The Tl 2 O 3 powder may be produced in the same manner as in the first invention except that the Tl 2 O 3 powder is added to the powder of the fired body.
【0024】[0024]
実施例1 PbO、Bi2 O3 、SrCO3 、CuOの各粉末をP
b:Bi:Sr:Cuのモル比が1.7:0.3:2:2.2
となるように秤量して4者を混合し、その混合粉をペレ
ット状に成形したのち、その成形体を、窒素気流中にお
いて800℃で8時間焼成した。Example 1 Each powder of PbO, Bi 2 O 3 , SrCO 3 and CuO was
The molar ratio of b: Bi: Sr: Cu is 1.7: 0.3: 2: 2.2
After weighing and mixing the four powders into a pellet, the compact was fired at 800 ° C. for 8 hours in a nitrogen stream.
【0025】焼成体の重量を秤量し、Pb量を算出し
た。この焼成体を粉砕し、ここに、算出したPb量の2
倍量のPb量に相当するPbO粉末を添加した。得られ
た混合粉を成形し、ターゲットIとした。CaCO3 、
La2(CO3)3 ・xH2 O、CuOの各粉末をCa:L
a:Cuのモル比が0.75:0.25:1.1となるように
秤量して3者を混合し、その混合粉をペレット状に成形
したのち、その成形体を、大気中において900℃で1
0時間焼成した。この焼成体を粉砕し、再び成形してタ
ーゲットIIとした。The weight of the fired body was weighed, and the amount of Pb was calculated. This fired body was pulverized, and the calculated Pb amount was 2
PbO powder corresponding to twice the amount of Pb was added. The obtained mixed powder was molded and used as a target I. CaCO 3 ,
Each powder of La 2 (CO 3 ) 3 .xH 2 O and CuO was converted to Ca: L
a: Cu is weighed so that the molar ratio of Cu is 0.75: 0.25: 1.1, and the three components are mixed, and the mixed powder is formed into a pellet. 1 at 900 ° C
It was baked for 0 hours. The fired body was pulverized and formed again to obtain a target II.
【0026】ターゲットI、ターゲットIIを真空チャン
バ内の回転式ターゲットホルダーに別々にセットし、こ
れらターゲットから50mm離れた対向位置にMgOの基
板を配置し、真空チャンバ内の酸素分圧を1×10-3mb
arにした状態で基板温度を550℃に保持した。ターゲ
ットホルダーを回転させ、各ターゲットにArFエキシ
マレーザを、RHEED振動の強度をモニターしなが
ら、ターゲットI→ターゲットII→ターゲットI→……
とターゲットを切り換えて各ターゲットに照射した。The targets I and II were separately set on a rotary target holder in a vacuum chamber, and a MgO substrate was placed at a position 50 mm away from these targets and the partial pressure of oxygen in the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 2. -3 mb
The substrate temperature was kept at 550 ° C. in the state of ar. The target holder is rotated, and an ArF excimer laser is applied to each target, and while monitoring the intensity of the RHEED vibration, target I → target II → target I →...
Each target was irradiated by switching between and targets.
【0027】基板の上に、厚みが約100nmの薄膜が
得られた。この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3 S
r2 Ca1.5 La0.5 Cu4 O10.4であり、4軸X線回
折法によって解析した結晶構造は図1で示すとおりであ
った。また、この薄膜のTcは101Kであった。 実施例2 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。A thin film having a thickness of about 100 nm was obtained on the substrate. The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3 S
r 2 Ca 1.5 La 0.5 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by four-axis X-ray diffraction was as shown in FIG. The Tc of this thin film was 101K. Example 2 A target I having the same composition was manufactured in the same manner as in Example 1.
【0028】CaCO3 、Y2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Y:Cuのモル比が0.85:0.15:1.1と
なるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペレッ
ト状に成形したのち、その成形体を、大気中において9
00℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、再び
成形してターゲットIIとした。これらのターゲットを用
い、実施例1と同様の条件下で、LaAlO3 の基板の
上に厚みが約100nmの薄膜を形成した。The powders of CaCO 3 , Y 2 O 3 , and CuO are weighed so that the molar ratio of Ca: Y: Cu is 0.85: 0.15: 1.1, and the three are mixed. After the mixed powder is formed into a pellet, the formed body is subjected to 9
It was baked at 00 ° C. for 10 hours. The fired body was pulverized and formed again to obtain a target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a LaAlO 3 substrate under the same conditions as in Example 1.
【0029】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.7 Y0.3 Cu4 O10.3であり、4軸X線回
折法によって解析した結晶構造は、図1においてLaが
Yで置換されているものであった。また、この薄膜のT
cは100Kであった。 実施例3 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
The crystal structure was Sr 2 Ca 1.7 Y 0.3 Cu 4 O 10.3 , and the crystal structure analyzed by four-axis X-ray diffraction method was such that La was replaced by Y in FIG. In addition, the T
c was 100K. Example 3 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0030】CaCO3 、Nd2(CO3)3・xH2 O、
CuOの各粉末をCa:Nd:Cuのモル比が0.80:
0.20:1.1となるように秤量して3者を混合し、その
混合粉をペレット状に成形したのち、その成形体を、大
気中において900℃で10時間焼成した。この焼成体
を粉砕し、再び成形してターゲットIIとした。これらの
ターゲットを用い、実施例1と同様の条件下で、LaG
aO3の基板の上に厚みが約100nmの薄膜を形成し
た。CaCO 3 , Nd 2 (CO 3 ) 3 .xH 2 O,
Each powder of CuO has a molar ratio of Ca: Nd: Cu of 0.80:
The mixture was weighed so that the ratio became 0.20: 1.1, and the three components were mixed. The mixed powder was formed into a pellet, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the atmosphere. The fired body was pulverized and formed again to obtain a target II. Using these targets, LaG under the same conditions as in Example 1.
A thin film having a thickness of about 100 nm was formed on an aO 3 substrate.
【0031】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.6 Nd0.4 Cu4 O10.4であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がNdで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは102Kであった。 実施例4 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.6 Nd 0.4 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was substituted with Nd. The Tc of this thin film was 102K. Example 4 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0032】CaCO3、Sm 2 (CO3 ) 3 ・xH2O、
CuOの各粉末を、Ca:Sm:Cuのモル比が0.7
5:0.25:1.1となるように秤量して3者を混合
し、その混合粉をペレット状に成形したのち、その成形
体を、大気中において900℃で10時間焼成した。こ
の焼成体を粉砕し、再び成形してターゲットIIとした。
これらのターゲットを用い、実施例1と同様の条件下
で、SrTiO3の基板の上に厚みが約100nmの薄
膜を形成した。CaCO 3 , Sm 2 (CO 3 ) 3 .xH 2 O,
Each powder of CuO was prepared by adding a Ca: Sm: Cu molar ratio of 0.7.
5: 0.25: 1.1 were weighed, and the three powders were mixed. The mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. in the air for 10 hours. The fired body was pulverized and formed again to obtain a target II.
Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a SrTiO 3 substrate under the same conditions as in Example 1.
【0033】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.5 Sm0.5 Cu4 O10.4であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がSmで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは100Kであった。 実施例5 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.5 Sm 0.5 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was replaced with Sm. The Tc of this thin film was 100K. Example 5 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0034】CaCO3 、Eu2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Eu:Cuのモル比が、0.80:0.20:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、Siの基板の上に
厚みが約100nmの薄膜を形成した。Each powder of CaCO 3 , Eu 2 O 3 , and CuO was prepared by mixing a Ca: Eu: Cu molar ratio of 0.80: 0.20: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a Si substrate under the same conditions as in Example 1.
【0035】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.6 Eu0.4 Cu4 O10.4であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がEuで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは101Kであった。 実施例6 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.6 Eu 0.4 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was replaced with Eu. The Tc of this thin film was 101K. Example 6 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0036】CaCO3 、Gd2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Gd:Cuのモル比が、0.80:0.20:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、MgOの基板の上
に厚みが約100nmの薄膜を形成した。Each powder of CaCO 3 , Gd 2 O 3 , and CuO was mixed with a Ca: Gd: Cu molar ratio of 0.80: 0.20: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on an MgO substrate under the same conditions as in Example 1.
【0037】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.6 Gd0.4 Cu4 O10.4であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がGdで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは101Kであった。 実施例7 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.6 Gd 0.4 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was substituted with Gd. The Tc of this thin film was 101K. Example 7 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0038】CaCO3 、Dy2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Dy:Cuのモル比が、0.85:0.15:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、LaAlO3 の基
板の上に厚みが約100nmの薄膜を形成した。The powders of CaCO 3 , Dy 2 O 3 , and CuO were mixed at a molar ratio of Ca: Dy: Cu of 0.85: 0.15: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a LaAlO 3 substrate under the same conditions as in Example 1.
【0039】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.7 Dy0.3 Cu4 O10.3であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がDyで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは100Kであった。 実施例8 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.7 Dy 0.3 Cu 4 O 10.3 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was substituted with Dy. The Tc of this thin film was 100K. Example 8 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0040】CaCO3 、Ho2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Ho:Cuのモル比が、0.85:0.15:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、LaGaO3 の基
板の上に厚みが約100nmの薄膜を形成した。The powders of CaCO 3 , Ho 2 O 3 , and CuO were mixed at a molar ratio of Ca: Ho: Cu of 0.85: 0.15: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a LaGaO 3 substrate under the same conditions as in Example 1.
【0041】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.7 Ho0.3 Cu4 O10.3であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がHoで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは101Kであった。 実施例9 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.7 Ho 0.3 Cu 4 O 10.3 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was replaced with Ho. The Tc of this thin film was 101K. Example 9 A target I having the same composition was manufactured in the same manner as in Example 1.
【0042】CaCO3 、Er2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Er:Cuのモル比が、0.85:0.15:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、SrTiO3 の基
板の上に厚みが約100nmの薄膜を形成した。Each powder of CaCO 3 , Er 2 O 3 , and CuO was mixed with a molar ratio of Ca: Er: Cu of 0.85: 0.15: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a SrTiO 3 substrate under the same conditions as in Example 1.
【0043】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.7 Er0.3 Cu4 O10.3であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がErで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは101Kであった。 実施例10 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.7 Er 0.3 Cu 4 O 10.3 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was replaced with Er. The Tc of this thin film was 101K. Example 10 A target I having the same composition was manufactured in the same manner as in Example 1.
【0044】CaCO3 、Tm2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Tm:Cuのモル比が、0.85:0.15:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、Siの基板の上に
厚みが約100nmの薄膜を形成した。Each powder of CaCO 3 , Tm 2 O 3 , and CuO was mixed with a molar ratio of Ca: Tm: Cu of 0.85: 0.15: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a Si substrate under the same conditions as in Example 1.
【0045】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.7 Tm0.3 Cu4 O10.3であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がTmで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは102Kであった。 実施例11 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.7 Tm 0.3 Cu 4 O 10.3 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was replaced with Tm. The Tc of this thin film was 102K. Example 11 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0046】CaCO3 、Yb2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Yb:Cuのモル比が、0.75:0.25:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、MgOの基板の上
に厚みが約100nmの薄膜を形成した。Each powder of CaCO 3 , Yb 2 O 3 , and CuO was mixed with a molar ratio of Ca: Yb: Cu of 0.75: 0.25: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on an MgO substrate under the same conditions as in Example 1.
【0047】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.5 Yb0.5 Cu4 O10.4であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がYbで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは100Kであった。 実施例12 実施例1と同様の方法で同じ組成のターゲットIを製造
した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.5 Yb 0.5 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was substituted with Yb. The Tc of this thin film was 100K. Example 12 A target I having the same composition was produced in the same manner as in Example 1.
【0048】CaCO3 、Lu2 O3 、CuOの各粉末
を、Ca:Lu:Cuのモル比が、0.75:0.25:1.
1となるように秤量して3者を混合し、その混合粉をペ
レット状に成形したのち、その成形体を、大気中におい
て900℃で10時間焼成した。この焼成体を粉砕し、
再び成形してターゲットIIとした。これらのターゲット
を用い、実施例1と同様の条件下で、LaAlO3 の基
板の上に厚みが約100nmの薄膜を形成した。The powders of CaCO 3 , Lu 2 O 3 , and CuO were mixed at a molar ratio of Ca: Lu: Cu of 0.75: 0.25: 1.
After being weighed so as to be 1 and mixing the three components, the mixed powder was formed into pellets, and the formed body was fired at 900 ° C. for 10 hours in the air. This fired body is crushed,
It was molded again to obtain Target II. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a LaAlO 3 substrate under the same conditions as in Example 1.
【0049】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Bi0.3
Sr2 Ca1.5 Lu0.5 Cu4 O10.4であり、4軸X線
回折法によって解析した結晶構造は、図1においてLa
がLuで置換されているものであった。また、この薄膜
のTcは101Kであった。 実施例13 PbO、Tl2 O3 、SrCO3 、CuOの各粉末をP
b:Tl:Sr:Cuのモル比が1.7:0.3:2:2.2
となるように秤量して4者を混合し、その混合粉をペレ
ット状に成形したのち、その成形体を、窒素気流中にお
いて800℃で8時間焼成した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Bi 0.3
Sr 2 Ca 1.5 Lu 0.5 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by the 4-axis X-ray diffraction method is La in FIG.
Was replaced with Lu. The Tc of this thin film was 101K. Example 13 Each powder of PbO, Tl 2 O 3 , SrCO 3 and CuO was
The molar ratio of b: Tl: Sr: Cu is 1.7: 0.3: 2: 2.2
After weighing and mixing the four powders into a pellet, the compact was fired at 800 ° C. for 8 hours in a nitrogen stream.
【0050】焼成体の重量を秤量し、Pb量とTl量を
算出した。この焼成体を粉砕し、ここに、算出したPb
量とTl量の2倍量のPb量とTl量に相当するPbO
粉末とTl2 O3 粉末を添加した。得られた混合粉を成
形し、ターゲットIとした。CaCO3 、La2(CO3)
3 ・xH2 O、CuOの各粉末をCa:La:Cuのモ
ル比が0.75:0.25:1.1となるように秤量して3者
を混合し、その混合粉をペレット状に成形したのち、そ
の成形体を、大気中において900℃で10時間焼成し
た。この焼成体を粉砕し、再び成形してターゲットIIと
した。The weight of the fired body was weighed, and the amounts of Pb and Tl were calculated. This fired body is pulverized, and the calculated Pb
PbO equivalent to the amount of Pb and Tl twice the amount of Tl
Powder and Tl 2 O 3 powder were added. The obtained mixed powder was molded and used as a target I. CaCO 3 , La 2 (CO 3 )
3. Each powder of xH 2 O and CuO was weighed so that the molar ratio of Ca: La: Cu was 0.75: 0.25: 1.1, and the three powders were mixed, and the mixed powder was pelletized. After that, the molded body was fired in the air at 900 ° C. for 10 hours. The fired body was pulverized and formed again to obtain a target II.
【0051】ターゲットI、ターゲットIIを真空チャン
バ内の回転式ターゲットホルダーに別々にセットし、こ
れらターゲットから50mm離れた対向位置にMgOの基
板を配置し、真空チャンバ内の酸素分圧を1×10-3mb
arにした状態で基板温度を560℃に保持した。ターゲ
ットホルダーを回転させ、各ターゲットにArFエキシ
マレーザを、RHEED振動の強度をモニターしなが
ら、ターゲットI→ターゲットII→ターゲットI→……
とターゲットを切り換えて各ターゲットに照射した。The targets I and II were separately set on a rotary target holder in a vacuum chamber, and an MgO substrate was placed at a position 50 mm away from these targets and the oxygen partial pressure in the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 2. -3 mb
The substrate temperature was kept at 560 ° C. in the state of ar. The target holder is rotated, an ArF excimer laser is applied to each target, and the intensity of the RHEED vibration is monitored.
Each target was irradiated by switching between and targets.
【0052】基板の上に、厚みが約100nmの薄膜が
得られた。この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3 S
r2 Ca1.5 La0.5 Cu4 O10.4であり、4軸X線回
折法によって解析した結晶構造は、図1で示すとおりで
あった。また、この薄膜のTcは106Kであった。 実施例14 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例2と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。A thin film having a thickness of about 100 nm was obtained on the substrate. The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3 S
r 2 Ca 1.5 La 0.5 Cu 4 O 10.4 , and the crystal structure analyzed by four-axis X-ray diffraction was as shown in FIG. The Tc of this thin film was 106K. Example 14 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 2.
【0053】これらのターゲットを用いて実施例13と
同様にしてSrTiO3 の基板の上に厚みが約100n
mの薄膜を形成した。この薄膜の全体組成は、Pb1.7
Tl0.3 Sr2 Ca1.7 Y0.3 Cu4 O10.3であり、そ
の結晶構造は、図1においてLaがYで置換されている
ものであった。また、この薄膜のTcは105Kであっ
た。Using these targets, a thickness of about 100 nm was formed on a SrTiO 3 substrate in the same manner as in Example 13.
m was formed. The overall composition of this thin film is Pb 1.7
It was Tl 0.3 Sr 2 Ca 1.7 Y 0.3 Cu 4 O 10.3 , and its crystal structure was such that La was replaced by Y in FIG. The Tc of this thin film was 105K.
【0054】実施例15 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例3と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。これらのターゲットを用いて実施
例13と同様にしてSiの基板の上に厚みが約100n
mの薄膜を形成した。Example 15 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 3. Using these targets, a thickness of about 100 n was formed on a Si substrate in the same manner as in Example 13.
m was formed.
【0055】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3
Sr2 Ca1.6 Nd0.4 Cu4 O10.4であり、その結晶
構造は、図1においてLaがNdで置換されているもの
であった。また、この薄膜のTcは107Kであった。 実施例16 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例4と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3
It was Sr 2 Ca 1.6 Nd 0.4 Cu 4 O 10.4 , and its crystal structure was such that La in FIG. 1 was substituted with Nd. The Tc of this thin film was 107K. Example 16 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 4.
【0056】これらのターゲットを用いて実施例13と
同様にしてLaAlO3 の基板の上に厚みが約100n
mの薄膜を形成した。この薄膜の全体組成は、Pb1.7
Tl0.3 Sr2 Ca1.5 Sm0.5 Cu4 O10.4であり、
その結晶構造は、図1においてLaがSmで置換されて
いるものであった。また、この薄膜のTcは105Kで
あった。Using these targets, a 100 nm thick layer was formed on a LaAlO 3 substrate in the same manner as in Example 13.
m was formed. The overall composition of this thin film is Pb 1.7
Tl 0.3 Sr 2 Ca 1.5 Sm 0.5 Cu 4 O 10.4 ,
Its crystal structure was such that La was replaced by Sm in FIG. The Tc of this thin film was 105K.
【0057】実施例17 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例5と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。これらのターゲットを用いて実施
例13と同様にしてLaGaO3 の基板の上に厚みが約
100nmの薄膜を形成した。Example 17 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Also, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 5. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a LaGaO 3 substrate in the same manner as in Example 13.
【0058】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3
Sr2 Ca1.6 Eu0.4 Cu4 O10.4であり、その結晶
構造は、図1においてLaがEuで置換されているもの
であった。また、この薄膜のTcは106Kであった。 実施例18 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例6と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3
It was Sr 2 Ca 1.6 Eu 0.4 Cu 4 O 10.4 , and its crystal structure was such that La in FIG. 1 was replaced by Eu. The Tc of this thin film was 106K. Example 18 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Also, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 6.
【0059】これらのターゲットを用いて実施例13と
同様にしてSrTiO3 の基板の上に厚みが約100n
mの薄膜を形成した。この薄膜の全体組成は、Pb1.7
Tl0.3 Sr2 Ca1.6 Gd0.4 Cu4 O10.4であり、
その結晶構造は、図1においてLaがGdで置換されて
いるものであった。また、この薄膜のTcは106Kで
あった。Using these targets, a thickness of about 100 n was formed on a SrTiO 3 substrate in the same manner as in Example 13.
m was formed. The overall composition of this thin film is Pb 1.7
Tl 0.3 Sr 2 Ca 1.6 Gd 0.4 Cu 4 O 10.4 ,
Its crystal structure was such that La was replaced by Gd in FIG. The Tc of this thin film was 106K.
【0060】実施例19 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例7と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。これらのターゲットを用いて実施
例13と同様にしてSiの基板の上に厚みが約100n
mの薄膜を形成した。Example 19 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 7. Using these targets, a thickness of about 100 n was formed on a Si substrate in the same manner as in Example 13.
m was formed.
【0061】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3
Sr2 Ca1.7 Dy0.3 Cu4 O10.3であり、その結晶
構造は、図1においてLaがDyで置換されているもの
であった。また、この薄膜のTcは105Kであった。 実施例20 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例8と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3
It was Sr 2 Ca 1.7 Dy 0.3 Cu 4 O 10.3 , and its crystal structure was such that La in FIG. 1 was substituted with Dy. The Tc of this thin film was 105K. Example 20 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 8.
【0062】これらのターゲットを用いて実施例13と
同様にしてMgOの基板の上に厚みが約100nmの薄
膜を形成した。この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl
0.3 Sr2 Ca1.7 Ho0.3 Cu4 O10.3であり、その
結晶構造は、図1においてLaがHoで置換されている
ものであった。また、この薄膜のTcは106Kであっ
た。Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on an MgO substrate in the same manner as in Example 13. The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl
0.3 Sr 2 Ca 1.7 Ho 0.3 Cu 4 O 10.3 , and its crystal structure was such that La was replaced with Ho in FIG. The Tc of this thin film was 106K.
【0063】実施例21 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例9と同様の方法で同じ組成のター
ゲットIIを成形した。これらのターゲットを用いて実施
例13と同様にしてLaAlO3 の基板の上に厚みが約
100nmの薄膜を形成した。Example 21 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Also, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 9. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a LaAlO 3 substrate in the same manner as in Example 13.
【0064】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3
Sr2 Ca1.7 Er0.3 Cu4 O10.3であり、その結晶
構造は、図1においてLaがErで置換されているもの
であった。また、この薄膜のTcは106Kであった。 実施例22 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例10と同様の方法で同じ組成のタ
ーゲットIIを成形した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3
It was Sr 2 Ca 1.7 Er 0.3 Cu 4 O 10.3 , and its crystal structure was such that La was replaced by Er in FIG. The Tc of this thin film was 106K. Example 22 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Also, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 10.
【0065】これらのターゲットを用いて実施例13と
同様にしてLaGaO3 の基板の上に厚みが約100n
mの薄膜を形成した。この薄膜の全体組成は、Pb1.7
Tl0.3 Sr2 Ca1.7 Tm0.3 Cu4 O10.3であり、
その結晶構造は、図1においてLaがTmで置換されて
いるものであった。また、この薄膜のTcは107Kで
あった。Using these targets, a LaGaO 3 substrate having a thickness of about 100 nm was formed in the same manner as in Example 13.
m was formed. The overall composition of this thin film is Pb 1.7
Tl 0.3 Sr 2 Ca 1.7 Tm 0.3 Cu 4 O 10.3 ,
Its crystal structure was such that La was replaced by Tm in FIG. The Tc of this thin film was 107K.
【0066】実施例23 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例11と同様の方法で同じ組成のタ
ーゲットIIを成形した。これらのターゲットを用いて実
施例13と同様にしてSrTiO3 の基板の上に厚みが
約100nmの薄膜を形成した。Example 23 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 11. Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a SrTiO 3 substrate in the same manner as in Example 13.
【0067】この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3
Sr2 Ca1.5 Yb0.5 Cu4 O10.4であり、その結晶
構造は、図1においてLaがYbで置換されているもの
であった。また、この薄膜のTcは105Kであった。 実施例24 実施例13と同様の方法で同じ組成のターゲットIを成
形した。また、実施例12と同様の方法で同じ組成のタ
ーゲットIIを成形した。The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3
It was Sr 2 Ca 1.5 Yb 0.5 Cu 4 O 10.4 , and its crystal structure was such that La in FIG. 1 was substituted with Yb. The Tc of this thin film was 105K. Example 24 A target I having the same composition was molded in the same manner as in Example 13. Further, a target II having the same composition was molded in the same manner as in Example 12.
【0068】これらのターゲットを用いて実施例13と
同様にしてSiの基板の上に厚みが約100nmの薄膜
を形成した。この薄膜の全体組成は、Pb1.7 Tl0.3
Sr2 Ca1.5 Lu0.5 Cu4 O10.4であり、その結晶
構造は、図1においてLaがLuで置換されているもの
であった。また、この薄膜のTcは106Kであった。Using these targets, a thin film having a thickness of about 100 nm was formed on a Si substrate in the same manner as in Example 13. The overall composition of this thin film is Pb 1.7 Tl 0.3
It was Sr 2 Ca 1.5 Lu 0.5 Cu 4 O 10.4 , and its crystal structure was such that La was replaced by Lu in FIG. The Tc of this thin film was 106K.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
酸化物超電導体は、不活性雰囲気や非常に低濃度の酸素
雰囲気下においても合成することができるので、例えば
炭素製の基板や繊維などにも、それらの機械的強度を低
下させることなく、一体化できる。As is clear from the above description, the oxide superconductor of the present invention can be synthesized even in an inert atmosphere or an extremely low-concentration oxygen atmosphere. It can be integrated with fibers and the like without lowering their mechanical strength.
【0070】また、本発明の酸化物超電導体は、単位結
晶構造中に存在するCuO2 層が3つであるため、その
Tcはいずれも100K以上の高い温度であり、実用性
が優れている。Further, since the oxide superconductor of the present invention has three CuO 2 layers present in the unit crystal structure, its Tc is a high temperature of 100 K or more, and is excellent in practicality. .
【図1】実施例1の酸化物超電導体の結晶構造を示す概
略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a crystal structure of an oxide superconductor of Example 1.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−177316(JP,A) 特開 平2−271920(JP,A) 特開 平2−137725(JP,A) 特開 平3−170359(JP,A) 特表 平4−503051(JP,A) 野中敏央ほか,「Pb系超電導膜の作 成」,日本セラミックス協会1991年年会 講演予稿集,1991年5月22日,61頁 NONAKA T.,”The re lation between sup erconducting prope rties and microstr ucture of bismuth lead strontium cal cium copper oxide (BPSCCO)films fabr icated by the alko xide alkanolamine method,”Mater.Sci. Monogr.,Vol.70,1991,p p.869−875 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01G 1/00 CA(STN) INSPEC(DIALOG) JICSTファイル(JOIS) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)Continuation of front page (56) References JP-A-3-177316 (JP, A) JP-A-2-271920 (JP, A) JP-A-2-137725 (JP, A) JP-A-3-170359 (JP) No. 4-503051 (JP, A) Toshio Nonaka et al., “Creation of Pb-based superconducting film”, Proceedings of the Ceramic Society of Japan 1991 Annual Meeting, May 22, 1991, p. 61, NONAKA T. , "The relation between super-educting property ties and microstructure of bismuth lead strontium calcium copper oxide filter (BPSCCObfilcobidex)." Sci. Monogr. , Vol. 70, 1991, p. 869-875 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C01G 1/00 CA (STN) INSPEC (DIALOG) JICST file (JOIS) REGISTRY (STN) WPI (DIALOG)
Claims (2)
1-qAq)2Cu4Or(式中、Aは、Y,La,Nd,S
m,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu
の群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、p,
q,rはそれぞれ、0<p≦0.4、0.15≦q≦
0.25、9.5≦r≦10.65を満足する数を表
す)で示される銅複合酸化物を主成分とすることを特徴
とする酸化物超電導体。1. A following formula: (Pb 1-p Bi p ) 2 Sr 2 (Ca
1-q A q ) 2 Cu 4 Or (where A is Y, La, Nd, S
m, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Represents at least one element selected from the group of
q and r are respectively 0 <p ≦ 0.4, 0.15 ≦ q ≦
0.25, and 9.5 ≦ r ≦ 10.65).
1-qAq)2Cu4Or(式中、Aは、Y,La,Nd,S
m,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu
の群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、p,
q,rはそれぞれ、0<p≦0.6、0.15≦q≦
0.25、9.5≦r≦11.05を満足する数を表
す)で示される銅複合酸化物を主成分とすることを特徴
とする酸化物超電導体。Wherein the following formula: (Pb 1-p Tl p ) 2 Sr 2 (Ca
1-q A q ) 2 Cu 4 Or (where A is Y, La, Nd, S
m, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
Represents at least one element selected from the group of
q and r are respectively 0 <p ≦ 0.6 and 0.15 ≦ q ≦
0.25, and 9.5 ≦ r ≦ 11.05).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25160491A JP3206033B2 (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Oxide superconductor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25160491A JP3206033B2 (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Oxide superconductor |
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---|---|
JPH0585731A JPH0585731A (en) | 1993-04-06 |
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25160491A Expired - Fee Related JP3206033B2 (en) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | Oxide superconductor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3206033B2 (en) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP25160491A patent/JP3206033B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
NONAKA T.,"The relation between superconducting properties and microstructure of bismuth lead strontium calcium copper oxide(BPSCCO)films fabricated by the alkoxide alkanolamine method,"Mater.Sci.Monogr.,Vol.70,1991,pp.869−875 |
野中敏央ほか,「Pb系超電導膜の作成」,日本セラミックス協会1991年年会講演予稿集,1991年5月22日,61頁 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0585731A (en) | 1993-04-06 |
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