JP5041734B2 - 二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法および二ホウ化マグネシウム超電導薄膜 - Google Patents
二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法および二ホウ化マグネシウム超電導薄膜 Download PDFInfo
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Description
図1に、実施例1におけるMgB2超電導薄膜の模式的な断面図を示す。実施例1のMgB2超電導薄膜は、基板5上に形成された2層のMgB2薄膜101,102からなる。第1層101と第2層102のMgB2薄膜中には、ともに柱状結晶粒が形成されている。各層の柱状結晶粒は、基板5の法線方向に対して傾いて成長しており、かつ、第1層101と第2層102における柱状結晶粒の粒界201、202の傾き角度は互いに異なる。各層の膜厚はいずれも300nmである。
実施例2のMgB2超電導薄膜の模式的な断面構造を図4に示す。実施例2におけるMgB2薄膜は、互いに異なる角度で成長したMgB2柱状結晶粒を含む3つの層からなる。第1の層101および第3の層103は、実施例1の場合と同じく、基板の法線方向に対して互いに対称な角度に傾いて成長した柱状結晶粒を含む。これら2つの層に挟まれた第2の層102は、基板の法線方向と平行に成長した柱状結晶粒を含む。各層の膜厚はいずれも300nmである。
実施例3のMgB2超電導薄膜の模式的な断面構造を図7に示す。実施例3におけるMgB2薄膜は、互いに異なる角度で成長したMgB2柱状結晶粒を含む4つの層101、102、103、104からなる。各層の膜厚はいずれも300nmである。
Claims (18)
- 超高真空チャンバ中に基板表面が水平方向で下を向くように基板を配備する過程と、
前記超高真空チャンバ中で、前記基板表面より下方位置で前記基板表面に対して該基板表面の法線方向に対してそれぞれ所定の角度傾いた位置に配置されたマグネシウム(Mg)蒸気源とホウ素(B)蒸気源からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する第1の過程と、
前記超高真空チャンバ中で、前記基板表面より下方位置で前記基板表面に対して該基板表面の法線方向に対して前記第1の過程の傾き角度と異なる位置からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する第2の過程と、
よりなり、前記超高真空チャンバ中で前記基板表面に二ホウ化マグネシウムの柱状結晶粒が前記第1の過程と第2の過程とで前記基板表面の法線方向に対して互いに逆方向に異なる角度で成長した積層構造を形成することを特徴とする二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。 - 超高真空チャンバ中に基板表面が水平方向で下を向くように基板を配備する過程と、
前記超高真空チャンバ中で、前記基板表面より下方位置で前記基板表面に対して該基板表面の法線方向に対してそれぞれ所定の角度傾いた位置に配置されたマグネシウム(Mg)蒸気源とホウ素(B)蒸気源からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する第1の過程と、
前記超高真空チャンバ中で前記基板を前記配備された位置で所定の速度で連続回転させて、前記基板表面に対して、前記マグネシウム(Mg)蒸気源とホウ素(B)蒸気源からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する第2の過程と、
前記超高真空チャンバ中で、前記基板表面より下方位置で前記基板表面に対して該基板表面の法線方向に対して前記第1の過程の傾き角度と異なる位置からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する第3の過程と、
よりなり、前記超高真空チャンバ中で前記基板表面に二ホウ化マグネシウムの柱状結晶粒が前記第1の過程と第3の過程とで前記基板表面の法線方向に対して互いに逆方向に異なる角度で成長し、前記第2の過程では前記基板表面の法線方向に柱状結晶粒が成長した積層構造を形成することを特徴とする二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。 - 前記第1の過程が前記基板表面の法線方向に対して異なる二つの角度で繰り返し行われ、
前記第2の過程が前記基板表面の法線方向に対して異なる二つの角度で繰り返し行われ、
る請求項1記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。 - 前記第1の過程と前記第2の過程において、前記基板表面に対して、該基板表面の法線方向に対してそれぞれ傾いた角度からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する供給方向の変更は、前記第1の過程と前記第2の過程の間で前記基板をおおよそ180°面内回転させることにより行う請求項1記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1の過程と前記第2の過程において、前記基板表面に対して、該基板表面の法線方向に対してそれぞれ傾いた角度からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する供給方向の変更は、前記第1の過程と前記第2の過程の間で前記基板をおおよそ180°面内回転させることにより行う請求項3記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1の過程が前記基板表面の法線方向に対して異なる二つの角度で繰り返し行われ、
前記第3の過程が前記基板表面の法線方向に対して異なる二つの角度で繰り返し行われ、
る請求項2記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。 - 前記第1の過程と前記第3の過程において、前記基板表面に対して、該基板表面の法線方向に対してそれぞれ傾いた角度からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する供給方向の変更は、前記第1の過程と前記第3の過程の間で前記基板をおおよそ180°面内回転させることにより行う請求項2記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1の過程と前記第3の過程において、前記基板表面に対して、該基板表面の法線方向に対してそれぞれ傾いた角度からマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気を前記基板表面に供給する供給方向の変更は、前記第1の過程と前記第3の過程の間で前記基板をおおよそ180°面内回転させることにより行う変化させる請求項6記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1の過程と前記第2の過程におけるマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気は、前記超高真空チャンバ中に設置された独立の温度制御がなされる独立した複数の蒸着源を用いて供給する請求項1記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1から前記第3の過程におけるマグネシウム(Mg)蒸気とホウ素(B)蒸気は、前記超高真空チャンバ中に設置された独立の温度制御がなされる独立した複数の蒸着源を用いて供給する請求項2記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1の過程と前記第2の過程におけるマグネシウム(Mg)蒸気は抵抗加熱蒸着源により蒸発させ、ホウ素(B)蒸気は電子ビーム蒸着源により蒸発させる請求項1記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1から前記第3の過程におけるマグネシウム(Mg)蒸気は抵抗加熱蒸着源により蒸発させ、ホウ素(B)蒸気は電子ビーム蒸着源により蒸発させる請求項2記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1の過程と前記第2の過程におけるマグネシウム(Mg)蒸気およびホウ素(B)蒸気は、共に、電子ビーム蒸着源により蒸発させる請求項1記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 前記第1から前記第3の過程におけるマグネシウム(Mg)蒸気およびホウ素(B)蒸気は、共に、電子ビーム蒸着源により蒸発させる請求項2記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜の作製方法。
- 基板と、
前記基板上に前記基板表面の法線方向に対して所定の角度傾いた角度で形成された柱状結晶粒による二ホウ化マグネシウム(MgB2)からなる第1の超電導薄膜と、
前記第1の超電導薄膜上に前記基板表面の法線方向に対して前記角度と異なる角度で形成された柱状結晶粒による二ホウ化マグネシウム(MgB2)からなる第2の超電導薄膜と、
よりなることを特徴とする二ホウ化マグネシウム超電導薄膜。 - 前記第1の超電導薄膜と前記第2の超電導薄膜との間に、前記基板表面の法線方向に形成された柱状結晶粒による二ホウ化マグネシウム(MgB2)からなる第3の超電導薄膜が形成されている請求項15記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜。
- 前記所定の角度の方向で傾き角度を異にする複数の第1の超電導薄膜と、
前記異なる角度の方向で傾き角度を異にする複数の第2の超電導薄膜と、
よりなる請求項15記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜。 - 前記所定の角度の方向で傾き角度を異にする複数の第1の超電導薄膜と、
前記異なる角度の方向で傾き角度を異にする複数の第2の超電導薄膜と、
よりなる請求項16記載の二ホウ化マグネシウム超電導薄膜。
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