JPH01119502A - 超電導酸化物の薄いフィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は薄い超電導酸化物フィルムの製造に関する。

（従来の技術） 超電導体とは、特定の臨界温度以下で電子の流れに対す
る抵抗が実質的にゼロとなる材料である。

ある種の金属酸化物が高温、すなわち３０Ｋを越える臨
界温度で超電導性を示すことは知られている。式中、Ｍ
がアルカリ土類陽イオン（たとえばＢａ、Ｓｒ、Ｃａ）
であるＬａ　２−ＸＭＸ　Ｃｕ　０４−ｙがそうであり
、その臨界温度は３５Ｋを越え、また式中、ＮがＹ、Ｌ
ａ、Ｅｕ５Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、ＨａｓＥｒ、Ｔｍ、Ｙｂ
、Ｌｕｓ等であるＮＢａ２Ｃｕ０７−Ｘがそうであり、
その臨界温度は９０Ｋを越える。

（発明が解決しようとする課題） そのような酸化物を、十分に緻密で調整された微細構造
であり且つ組成が非常に均質な薄いフィルムまたは被覆
の形で、ストリップライン、ジョセフソン接合デバイス
、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）　　のような電子
デバイスのだめの需要に提供したり、超電導部材を作る
ための線材、シートまたはコイルのような支持体材料上
の超電導被覆として提供することは望ましいことである
。

（課題を解決するための手段） 本発明に従って酸化物フィルムの陽イオン成分を含む有
機溶液をつくる。この溶液は金属陽イノン成分とキレー
ト化しうる有機酸、たとえばクエン酸、乳酸、またはグ
リコール酸、および酸キレ−トラ重合させうるアルコー
ル、たとえばエチレングリコールまたはグリセロールを
含有する。得られたものは、均質に混ざり且つキレート
化した金属イオンを含む有機溶液である。該溶液を液状
フィルムにし、これを乾燥し、次いで加熱して固体の有
機ポリマーまたは樹脂をつくる。該固体ポリマーまたは
樹脂を酸化雰囲気中で焼いて（熱分解）、超電導酸化物
を得る。該フィルムは、自立性（基体上に支持されない
状態）であっても基体に支持されていてもよく（基体と
は、リボン、シート、線材、管、コイル、等のようなど
のような形の支持体をも意味する）、厚さは１マイクロ
メータ未満である。

好ましい具体例では、陽イオン化合物、たとえばＬａ２
Ｏ３＋　ＳｒＣＯ３＋　ＣｕＯまたはＹ２Ｏ３。

ＢａＣＯ３，Ｃｕｂ、をエチレングリコールおよびクエ
ン酸に溶解させる。金属自体（Ｌａ、　Ｓｒ、　Ｃｕ、
Ｙ、Ｂａ、等）をエチレングリコールおよびクエン酸に
直接溶解させてもよい。生じる液体を平らな基体上に回
転塗布するか、あるいは線材、コイル、シート、メツシ
ュまたは他の形のものに浸漬被覆または吹付は被覆し、
そして乾燥させる。該固体ポリマーを酸化雰囲気中で焼
いて（ｆｉｒｅ）、超電導酸化物フィルムを得る。別の
具体例では、ワイヤーフレームまたはメツシュを溶液に
浸し、次に固体フィルムが得られるようにフィルムを徐
々に乾燥することによって、自立性フィルムをつくって
いる。あるいは、フィルムが付着しない基体上にフィル
ムを塗布し、フィルムが乾燥したときに引き離すと、自
立性フィルムを得ることができる０ 本発明の方法で合成される薄いフィルムは特異な微細構
造と性質全有する。非常に薄く（数百オングストローム
−１マイクロメータを越える厚さ）、さらに十分に緻密
なフィルムは、単一の被覆訃よび焼く工程（ｆｉｒｉｎ
ｇ　５ｔｅｐ　）　によって可能である。厚さが０．０
２〜１．５マイクロメータまたはこれ以上であり且つ十
分に緻密な構造を有するフィルムを本発明の方法によっ
て製造することができる。初期の粒子微細構造は非常に
均質で細かく、個々の粒度は０．５マイクロメータ以下
である。引き続いて熱処理をすること及び特定の結晶性
基体を用いることにより、粒度および形態並びに基体に
対する配向を広い範囲にわたって調整することができ、
実質的に単結晶性フィルムに至らしめることができる。

該フィルムは、微細構造訃よび組成の調整が可能である
ことによシ、バルクの形で製造した場合と同じ組成物よ
シ優れた性質を有し、最も重要なことには超電導性であ
る。

超電導酸化物の薄いフィルムを製造する本発明の方法は
、従来の高真空電子薄膜加工法、たとえばスパッターリ
ング付着、電子ビーム付着、および分子線エピタキシー
に優るいくつかの利点を有する。本発明の方法はこれら
の方法よりも単純であり、はるかに経済的であり、そし
てより広い範囲のフィルム組成物を得ることができる。

すなわち、多くの異なる陽イオン成分をフィルム中に容
易に組込むことができる。更に、所与の組成に対して、
各成分の濃度を正確にコントロールすることができる（
１チ未満まで）。ここに記載の本方法によって製造され
たフィルムは極めて均質であり、他の方法によるよシも
、フィルム組成および微細構造の調整をうまく行なうこ
とが可能である。

その上、線材および線材よりもさらに複雑な形のものの
如き平らでない基体を均一に被覆することができる。

本発明の方法はまた、セラミックの薄いフィルムを製造
する化学的な方法、たとえば析出または所謂ゾル・・−
ゲル法と比較しても有利である。本方法は、有機液体中
の全ての陽イオン成分が固体フィルム中に組込まれるよ
うな閉じた系である。本法においては、溶液からの各所
望の陽イオン成分の析出速度および析出の物理的形態を
調整しなければならないような析出工程がないので、結
果的に溶液の化学的性質に対してそれ程敏感なものでは
ない。溶液から特定の成分が選択的又は不完全に析出す
ることが起らないので、その結果、組成を均質にしたり
、正確に調整することがよシ良ばである。その上、ある
種の半無機先駆物質とは異なり、ポリマー先駆物質は乾
燥または加熱時に結晶化しないので、組成分別およびフ
ィルム構造の破壊は生じない。非常に広い範囲の陽イオ
ン成分を薄いフィルム中に組込むことができる。という
のは、これらの成分が酸性有機溶液およびその後のポリ
マーに可溶性であるからである。本発明の方法において
は、有機溶液は種々の基体材料を湿らせ且つ容易に被覆
し、焼くと液状フィルムが固゛体の超電導フィルムに直
接変化するので、固体先駆物質を溶液から基体上へまず
初めに析出させる必要はなく、薄いフィルムを形成する
のもよシ簡単である。

また、本方法においては組成に自由度があるため、超電
導相が超電導酸化物に対して不活性である別の金属相と
細かく混合しているようなフィルムも形成し得る。この
ことは、超電導酸化物が形成される温度および雰囲気に
おいて金属相が酸化から保護されることを意味している
。この混合物を、超電導相が連続的で且つ金属相が不連
続的であるか、あるいはその逆になるように、あるいは
両相が互いに連続するように形成することができる。金
属相および超電導体の混合物を有することによる利点は
以下の通りである。すなわち、１）フィルムの機械的性
質、たとえば強度および靭性が改良される、 ２）金属相は広い全域にわたって内部でフィルムと接触
しているので、フィルムに対して抵抗の小さい電気的接
触をつくるのが非常に容易である、３）基体へのフィル
ムの付着がすぐれている、４）超電導体が細かい機織状
であるため、フィルムのＡＣ特性が改良される、 等の利点を有する。これらの金属相／超電導体フィルム
および被覆は、ポリマー先駆物質中に貴金属成分に対す
る先駆物質、たとえば酸化物、炭酸塩、水酸化物、酢酸
塩、またはクエン酸塩を溶解することによって形成し得
る。これらはまた、貴金属を超電導ポリマー先駆物質に
微粉末、あるいはコロイド懸濁液またはゾルの形で加え
ることによっても形成される。これらの貴金属としてと
、金、銀、白金、イリジウム、およびロジウムがあるが
、これらに限定されない。

本発明の方法で合成される組成物には融通性があるため
、種々の組成物の多重層を形成することもできる。これ
らの多重層は、下層を各々焼いた後にポリマー溶液を再
塗布することによって形成しうる０形成される一連の層
は全く一般的なものであり、たとえば種々の超電導組成
物の層、あるいは非超電導酸化物と超電導酸化物の互い
違いの層でもよい。重要な応用としては、超電導酸化物
と基体との間に別の酸化物のバリヤー若しくは付着層を
形成することである。ある例では、基体をＳｒＴｉＯ３
　に対するクエン酸−エチレングリコール先駆物質を使
って被覆し、これを焼いて緻密で薄いＳｒＴｉＯ３のフ
ィルムを形成し、そのすぐ後で超電導性の薄いフィルム
を形成している。この５ｒＴｉＯａのバリヤー層は、超
電導酸化物と基体との間の予想される反応を防止し、そ
して良好な付着をうながす。

ポリマー先駆物質はまた、たとえばスパッターリングま
たは蒸着によって貴金属を付着させた基体を被覆するの
に用いることができる。貴金属はバリヤーとしての役目
を果して基体とフィルムとの間の反応を妨げたり、ある
いはフィルムの良好な付着を促進したシ、あるいはフィ
ルムへの低抵抗電気接触を作るのを容易にする。

（実施例） 本発明の好ましい具体例を次の実施例によって説明する
。

有機溶液 ＰＨ１〜３のクエン酸およびエチレングリコールの個々
の原液をつくシ、これらへＬａ２Ｏ３、Ｃｕ０．Ｙ２Ｏ
３、ＳｒＣＯ３およびＢａＣＯ３’に各々別々に溶解し
た。アルカリ土類陽イオンまたは希土類陽イオンまたは
遷移金属陽イオンのアルコキシド、水酸化物、炭酸塩お
よび酸化物が同様に可溶である。Ｃｕの他の形、たとえ
ばＣｕ炭酸塩、Ｃｕ水酸化物、およびＣｕ２Ｏも可溶で
ある。しかしながら、金属の硝酸塩は加熱の際にＮＯｘ
ガスを発生することによって発泡を生じ、硬い樹脂谷形
成する前にフィルムを破くので好ましくない。

金属自体を直接溶解してもよい。金属を直接溶解する場
合、超電導酸化物フィルムを形成する酸素は溶液から、
あるいは焼く際の酸化雰囲気からくる。これらの個々の
原液を次に所望の最終組成物を得るのに必要な割合で混
合する。あるいは、所望の組成物に必要な全ての陽イオ
ンまたは陽イオン化合物をクエン酸およびエチレングリ
コールの単一のバッチ中で同時に混合することもできる
。

Ａ）エチレングリコール　　　　５００ｄクエン酸１水
和物　　　４００ｇ Ｌａ２Ｏ３２０ｇ Ｂ）エチレングリコール　　　　５０〇−クエン酸１水
和物　　　４００ｇ ＣｕＯ２０ｇ Ｃ）　　ＳｒＣＯ３ 原液（Ａ）および（Ｂ）を分析して、溶液の単位容積ま
たは単位重量当りのＬａおよびＣｕの正確な濃度を測定
し、次に秤量した量の溶液を所望の割合で混合し、そし
てＳｒＣＯ３を正確な量で加えてＬａ　１．８２５　Ｓ
　ｒ　０．１７５Ｃｕ０４−ｙの最終組成物を（焼いた
後に）得る。ある実施例においては、溶液（Ａｌ’に加
熱および混合の後に分析したところ、１．６４　Ｘ　１
０−’モルＬａ／−のＬａ濃度であり、溶液（Ｂ）は１
．７５　Ｘ　１０−’モルＣｕ／−であり、そして１４
５ｄの（Ａ）、７５−の（Ｂ）、および０．３３７２９
のＳ　ｒ　Ｃｏ　３の混合物からは、約５９のＬａ　！
、８２５　Ｓｒ０．１７５　Ｃｕ０４−ｙを形成しうる
溶液が得られる。ＳｒＣＯ３に溶解し、均質に混合する
ために、攪拌しながら混合物を１００℃未満まで加熱す
る。

上記溶液（Ａ）のＬａ２Ｏ３をＹ２Ｏ３に代える。

分析の後、これを溶液（Ｂ）と正確に測定した量で混合
し、上記の均質な液体混合物を得るために、正確な重量
のＢａＣＯ３を加え、これを熱分解したところ、ＹＢａ
２Ｃｕ３０７−ｚを得る。ある実施例においては、溶液
（Ａ）を分析したところ、１．８０Ｘ１０−４　モｋＹ
／（ｌであり、（Ｂ）は１．２０ｘ１′ｏ−４モルＣｕ
　／　’ｉであり、そのため４９．４５ｇの溶液（Ａ）
、１８７．５７　ｇの（Ｂ）、および２．９６０９のＢ
ａＣ０ａの混合物では、約５ｇのＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−
ｘができる溶液が得られる。

２００ｇのクエン酸１水和物を、１００°〜１５０℃の
温度で攪拌しながら溶融させる。連続的に攪拌しながら
この酸性溶液へ８．４６８９のＹ２Ｏ３および２９．７
２０ｇのＢａＣＯ３を溶解する。

水を少量加えて蒸発しうるものに代える。次に、温度を
８０℃以下に保った状態で、２５．７８８９のＣｕＣ０
ａ・Ｃｕ（ＯＨ）２を攪拌しながら加える。

透明で暗青色の溶液が得られ、これを次にそのまま使っ
てもあるいはエチレングリコールと混合してもよい。ク
エン酸１モル当りエチレングリコール１〜２モルの割合
が適当である。エチレングリコールを添加しない溶液は
、１１！当り全陽イオン２．３１モルの濃度（１１！当
り０．３８５モルのＹＢａ２Ｃｕ３０７−７，４．０４
容量チのＹＢａ　２Ｃｕ　３０７−Ｘおよび１６．４８
重量％のＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘに相当する）である。

エチレングリコールを添加することによって溶液を比例
的に希釈する。クエン酸１モル当り２モルのエチレング
リコールを含有スる混合物の場合、約０．００１“（０
，０２５４市）のポリマーフィルムの厚さに回転塗布す
ると、焼いた後に第６図に示すような厚さ約０．７ミク
ロンの緻密で連続した超電導フィルムが生じる。

クエン酸有機溶液は約１００〜２００℃に加熱すると溶
剤を蒸発して更に粘性となり、やがては固体のポリマー
または樹脂となる。基体上に付着したものであろうと、
あるいは自立性のものであろうと、このクエン酸塩ポリ
マーフィルムは酸化雰囲気中で焼く（熱分解）ことによ
って炭素を失い、そして超電導酸化物となる。一般的に
焼く工程は−Ｌａ１．ｓ２ｓ　５ｒｏ１７ｓ　Ｃｕ０４
−ｙの場合は８００℃、そしてＹＢａ２ＣｕａＯ７−ｘ
の場合は９００℃で偽時間であり、この後フィルムを空
気または酸素の雰囲気中、１００℃／時またはこれよシ
遅い速度で室温に徐々に冷却するか、あるいは急速ｄ冷
却し、次に空気または酸素中で２００〜５００℃の温度
で再加熱してフィルムを十分に酸化させる。有機物およ
び溶剤は焼く際に蒸発するので、加熱速度はガスの発生
がフィルムを破くほど激しくない程度にゆっくりしてい
なければならないことは明らかである。実際問題として
、４０℃／時未満の加熱速度で５００℃を越えるのが適
しており、この後は加熱速度を速めてもよい。

実施例１ 支持骨組を用いて液状フィルムを得ることにょシ、フィ
ルムを自立性の形に製造することができる。たとえば、
線材フレームまたはメツシュを溶液に浸し、次に固体の
ポリマーフィルムが得られるようにゆっくりフィルムを
乾燥することによって上記のフィルムをつくることがで
きる。このフィルムを焼くと、超電導性の薄いフィルム
となる。

実施例２ あるいは、フィルムが付着しない基体上にフィルムを塗
布し、そして乾燥したとき引き離してもよい。

実施例３ 支持された（付着性の）フィルムを、基体（平らなもの
でも、より複雑な形のものでもよい）にクエン酸液を被
覆し、乾燥し、そして焼くことによって製造する。基体
を液体に浸すことによっては一般に、回転塗布または吹
付は被覆のように均一で薄いポリマーフィルムは生じな
いが、それにもかかわらずこの方法が使用されることが
ある。

液体を塗布しながら基体を高速回転させる回転塗布では
非常に均一な被覆が得られる。この方法は目下、平らな
基体を被覆する好ましい方法である。

均一な被覆を得るために、液体を基体へ吹付けてもよい
。回転塗布フィルムの乾燥は、長時間空気中で回転させ
るか、あるいは基体およびフィルムを回転させながら加
熱するか、あるいは基体およびフィルムを回転させた後
、加熱することによって行なうことができる。よシ薄い
フィルムは、塗布しながら高速回転するか、あるいはク
エン酸塩液を適当な溶剤、たとえば水またはエチレング
リコールで希釈することによって製造しうる。

基体はまた、線材あるいは繊維でもよく、この場合、緻
密で連続した超電導被覆が線材上に形成されて、超電導
線材または他の部材となる。リボン、コイル、管または
他の複雑な形のものも基体として使用しうる。これらの
形の基体に回転塗布を適用することはできないが、浸漬
被覆および吹付は被覆等が用いられる。

実施例４ 被覆線材または繊維は、連続した線材をポリマー溶液に
通すか、あるいは線材を吹付は被覆し、次に乾燥し、焼
くことによって製造しうる。金属線材並びに非金属繊維
、たとえばグラスファイバーまたは炭化珪素線維にカロ
ン）またはアルミナ繊維または炭化珪素ＣＶＤフィラメ
ントが被覆に適している。また、炭化珪素で被覆した炭
素も基体として使用しうる〇 クエン酸塩液で湿らせたまたは部分的に湿らせた基体材
料を使用すると、薄いポリマーフィルムの形成が容易に
なる。使用しうるセラミック基体としては、５ｉ０２、
ＳｉＣ，５ｉＳＳｒＴｉ０３、ＢａＴｉＯ３、Ｍｇ　０
．Ａｌ　２０３およびＺｒＯ２などがある。基体の膨張
係数がＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＭｇＯおよびＺｒ
Ｏ２のように比較的大きな場合、フィルムを超電導性と
なる温度にまで冷却してもフィルムが裂けることはほと
んどない。銅、鉄、ステンレス鋼、ニッケル、白金、コ
バルト、金、タンタル、およびこれらの合金を含有する
金属基体も使用しうる。

単結晶基体材料は、フィルムが多結晶質ならば、薄いフ
ィルムの結晶配列を好ましいものにするために及び／又
は粒度および配向を好ましいものにするために使用しう
る０所望ならば、フィルムは多孔度を変えたシ、より厚
いものにすることができる。これらの特性は有機溶液中
の陽イオン含有量、ポリマーフィルムの厚さ、焼き方の
条件、および他の処理変数を変えることによって調整す
る。

本方法を繰返して層の厚さを増したシ、あるいはフィル
ムの孔をうめることもできる。

第１図は、組成がＬａ　１．８５　Ｓ　ｒ　ｏ、ｔｓ　
Ｃｕ０４−ｙ　　の自立性の薄いフィルムを示すもので
ある。このフィルムは透過型走査電子顕微鏡でエネルギ
ー分散Ｘ線分析により測定したところ、組成が非常に均
質であり、並びに全体に亘って厚みが均一であり（約０
．５マイクロメータ）、約０．′５マイクロメータの均
一な粒度含有するものであり、そしてバルク試料を測定
したところ超電導性を示した。このフィルムは粒子１つ
分の厚さである。すなわち、粒子がフィルムを貫通する
。第２図は、多結晶質酸化アルミニウム基体上に形成し
た同様なＬａｘ、５ｓＳｒｏ、１ｓｃｕｏ４−ｙの薄い
フィルムを示す。

このフィルムでは、薄い（約０．１マイクロメータ）連
続したフィルムが酸化アルミニウムの個々の粒子を被覆
している。このフィルムはまた、粒子の間に亀裂が生じ
た場合以外は、十分に緻密である。

第３図は、よシ厚いポリマー被覆から誘導した、十分に
緻密ではなく、むしろ多孔質である同じ材料のより厚い
フィルムを示す。第４図は、完全に連続し且つ非常に滑
かなアモルファス５ｉ０２基体上に形成したＹＢａ２Ｃ
ｕ３Ｏ７−ｘフィルムを示す。

第５図は、フィルムのより厚い部分における小さな欠陥
がわずかな亀裂を示しており、一方隣接フイルム部分は
薄く、連続し且つ滑かであるＭｇＯ単結晶基体上に形成
したＹＢａ２Ｃｕ３０７−２の薄いフィルムを示す。第
６図は、（：００１）面配向の単結晶ＳｒＴｉＯ３上に
形成したＹＢａ２Ｃｕ３０７−）（を示す。このフィル
ムは厚さが０．５ミクロンを越え、十分に緻密で連続し
たものである。第７図は、第６図のフィルムおよび基体
のＸ線回折図である。

回折ラインがＳｒＴｉＯ３基体およびＹＢａ２Ｃｕａ０
７−ｘ相のみに属するものであることが確認される。他
の不純物または不定比相がないことから、フィルムの組
成が目的のものであることがわかる。

ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘラインの（ＯＯｈ）ラインの強
度から、フィルムは基体に対して実質的にエピタキシャ
ルであり、そのためフィルムおよび基体の（００１’：
１方向は平行に並んでいることがわかる。

実施例５ 平らなまたは別の形の基体を、以下のようにして製造し
たＳｒＴｉＯ３に対するクエン酸塩先駆物質でまず被覆
する。

１）　チタンテトラ−イソプロパノール　　２２５−２
）エチレングリコール　　　　　　５０〇−３）クエン
酸１水和物　　　　　　　４００ｇを含有する溶液を、
存在するインプロパツールが蒸発するまで攪拌し、１０
０℃未満の温度に加熱する。この溶液を分析して、溶液
の単位容積または単位重量当９のＴｉの正確な濃度を測
定し、次に正確な量のＳｒＣＯ３を加えて５ｒｉＴｉモ
ル比が１＝１のものを得る。このクエン酸溶液を、上記
の方法のうちの１つで基体を被覆するのに用い、空気ま
たは酸素中で６００℃に焼いてＳｒＴｉＯ３の薄い緻密
なフィルムを得る。次に、超電導酸化物を生じるポリマ
ー溶液を用いてＳｒＴｉＯ３フイルムを被覆する。２回
目に焼いた後、ＳｒＴｉＯ３フィルムの上に超電導酸化
物の層が形成される０Ｔｉ溶液へ５ｒＣＯａの代わりに
ＢａＣＯ３を同じモル含有量で加えることによって、Ｓ
ｒＴｉＯ３　をＢａＴｉＯ３フィルムに代えることがで
きる。

他の具体例は特許請求の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は臨界温度が３０Ｋｉ越える自立性のＬａ１．５
ｓＳｒｏ、ｔｓＣｕＯ４−ｙの超電導性の薄いフィルム
の透過型走査電子顕微鏡写真であり、第２図は多結晶質
酸化アルミニウム基体上に形成された臨界温度が３０Ｋ
を越える緻密な超電導Ｌａ　１．ｓｓ　Ｓ　ｒ　□、１
５　Ｃｕ０４−ｙの薄いフィルムの透過型走査電子顕微
鏡写真であり、 第３図は十分に緻密ではないが、やはり超電導性である
第２図の材料のより厚いフィルムの顕微鏡写真であり、 第４図はアモルファス５ｉ０２基体上に形成された臨界
温度が９０Ｋを越える緻密な超電導ＹＢａ２ＣｕａＯ７
−ｘフィルムの顕微鏡写真であり、第５図はＭｇＯ単結
晶基体上に形成された第４図の材料の顕微鏡写真であり
、 第６図は〔００１〕面配向の単結晶ＳｒＴｉＯ３基体上
に形成された緻密で連続した厚さが０．３ミクロンを越
える第４図の材料のフィルムの顕微鏡写真であり、 第７図は第一にフィルムが所望のＹＢａ２Ｃｕ３０７−
ｚ相のものであること、および第二に実質的にエピタキ
シャルに配向しており、そのためフィルムの（００１）
方向が基体の〔００１〕方向に平行であることがその回
折ラインかられかる、第６図のフィルムのＸ線回折図で
ある。 搏 壌 手続補正書（方式） 昭和６３年１り月／日 持二′「庁長官　吉田文毅　殿 １、事件の表示 ３、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 名　称　　マサチューセッツ・インステチュート・オブ
・テクノロジー ４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　　昭和６３年　８月３０日　（発
送日）６、補正の対象 適正な図面 ７、補正の内容 別紙の通り（尚、図面の内容には変更ない÷７−補４弘
σ中枦蓼 （１）　　明細書の第３４頁第８行の「透過型」の前に
、「表面の粒子構造の」を挿入する。 （２）　　明細書の第３４頁第１＋行の「透過型」の前
に、「表面の粒子構造の」を挿入する。 （３）　　明細書の第３４頁第１４行の「透過型」の、
前に、「表面の粒子構造の」を挿入する。 （４）　　明細書の第３４頁第１８行の「顕微鏡写真」
の前に、「表面の粒子構造の」を挿入する。 （５）　　明細書の第３４頁第２０行の「顕微鏡写真」
の前に、「表面の粒子構造の」を挿入する。 （６）　　明細書の第３５頁第３行の「顕微鏡」の前に
、「表面の粒子構造の」を挿入する。

Claims (75)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導酸化物フィルムの製造方法であつて、酸化
   物フィルムの陽イオン成分の有機溶液を作ることと、 前記溶液を液状フイルムにすることと、 前記液状フィルム溶液を乾燥および加熱して固体の有機
   ポリマーまたは樹脂を得ることと、前記ポリマーを焼い
   て（ｆｉｒｅ）超電導酸化物を得ること、 との各工程からなる製造方法。
2. （２）前記フィルムが自立性である第（１）請求項記載
   の方法。
3. （３）前記フイルムが平らな基体上に支持される第（１
   ）請求項記載の方法。
4. （４）前記フィルムがリボン、線材、コイルまたは他の
   立体支持体上に支持される第（１）請求項記載の方法。
5. （５）前記フィルムの厚さが１マイクロメータ未満であ
   る第（１）請求項記載の方法。
6. （６）前記フィルムが緻密なものである第（１）請求項
   記載の方法。
7. （７）前記フィルムが多孔質のものである第（１）請求
   項記載の方法。
8. （８）多重コーテイングを行なつてより厚い、又はより
   緻密な固体の超電導フィルムを形成する第（１）請求項
   記載の方法。
9. （９）支持骨組が前記超電導フィルムを支持する第（２
   ）請求項記載の方法。
10. （１０）前記支持骨組が線材フレームまたはメッシュで
    ある第（９）請求項記載の方法。
11. （１１）前記線材フレームまたはメッシュを有機溶液に
    浸してフィルムを形成する第（１０）請求項記載の方法
    。
12. （１２）前記液状フィルムを前記基体上に塗布し、乾燥
    し、そして前記基体から分離する第（２）請求項記載の
    方法。
13. （１３）前記基体が単結晶材料である第（３）請求項又
    は第（４）請求項に記載の方法。
14. （１４）前記基体を前記有機溶液に浸して液状フィルム
    を形成する第（３）請求項又は第（４）請求項に記載の
    方法。
15. （１５）前記有機溶液を回転している基体へ塗布する第
    （３）請求項記載の方法。
16. （１６）前記基体を前記有機溶液で湿らせるかまたは部
    分的に湿らせる第（３）請求項又は第（４）請求項に記
    載の方法。
17. （１７）前記基体をＳｉＯ＿２，ＳｉＣ，Ｓｉ，ＳｒＴ
    ｉＯ＿３，ＢａＴｉＯ＿３，ＭｇＯ，ＺｒＯ＿２，Ｓｉ
    Ｃで被覆した炭素、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ステンレス鋼、銅
    合金、ニッケル合金、コバルト合金、金合金、白金合金
    、およびタンタル合金よりなる群から選択する第（３）
    、（４）、（１３）、（１４）、（１５）または（１６
    ）請求項記載の方法。
18. （１８）前記フィルムを空気中で回転させることによつ
    て乾燥させる第（１５）請求項記載の方法。
19. （１９）前記基体およびフィルムを回転させながら加熱
    することによつてフィルムを乾燥させる第（１５）請求
    項記載の方法。
20. （２０）前記基体およびフィルムを回転させた後、加熱
    することによつて前記フィルムを乾燥させる第（１５）
    請求項記載の方法。
21. （２１）前記陽イオンをＬａ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｙ，Ｓｒ，
    Ｃａ、およびＥｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
    ｍ，Ｙｂ，Ｌｕの如き希土類イオンよりなる群から選択
    する第（１）請求項記載の方法。
22. （２２）前記酸化物フィルムがＬａ＿２＿−＿ｘＭ＿ｘ
    ＣｕＯ＿４＿−＿ｙ（式中、Ｍはアルカリ土類陽イオン
    である）を有する第（１）請求項記載の方法。
23. （２３）前記酸化物フィルムがＮＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿
    ７＿−＿ｘ（式中、ＮはＹまたはＬａ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔ
    ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕの如き希土類
    イオンである）を有する第（１）請求項記載の方法。
24. （２４）前記有機溶液がエチレングリコールおよびクエ
    ン酸を含む第（１）請求項記載の方法。
25. （２５）前記陽イオン成分をＬａ＿２Ｏ＿３，ＣｕＯ，
    Ｙ＿２Ｏ＿３，ＳｒＣＯ＿３，Ｃｕ（ＯＨ）＿２，Ｃｕ
    ＣＯ＿３，ＢａＣＯ＿３およびＣｕ＿２Ｏよりなる群か
    ら選択した化合物として導入する第（１）請求項記載の
    方法。
26. （２６）前記フィルム溶液を１００〜２００℃の温度で
    乾燥する第（２０）請求項記載の方法。
27. （２７）前記固体有機ポリマーを酸化雰囲気中で焼く第
    （１）請求項記載の方法。
28. （２８）請求項第（１）、（３）、（４）、（１３）、
    （２１）、（２２）、（２３）、（２４）、または（２
    ５）項のいずれかに記載の方法に従つて製造した超電導
    酸化物フィルム。
29. （２９）前記陽イオンがＬａ，Ｓｒ、およびＣｕを有す
    る第（１）請求項記載の方法。
30. （３０）前記酸化物フィルムがＬａ＿１＿．＿８＿２＿
    ５Ｓｒ＿０＿．＿１＿７＿５ＣｕＯ＿４＿−＿ｘを有す
    る第（１）請求項記載の方法。
31. （３１）前記陽イオンがＹ、ＢａおよびＣｕを有する第
    （１）請求項記載の方法。
32. （３２）前記酸化物フィルムがＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿
    ７＿−＿ｘを有する第（１）請求項記載の方法。
33. （３３）厚さが０．０２〜１．５マイクロメータであり
    且つ十分に緻密な微細構造を有する超電導酸化物フィル
    ム。
34. （３４）Ｌａ，Ｓｒ，Ｃｕ，Ｏを有し且つ厚さが０．０
    ２〜１．５マイクロメータであり、そして十分に緻密な
    、細構造を有する超電導酸化物フィルム。
35. （３５）Ｙ，Ｂａ，Ｃｕ，Ｏを有し且つ厚さが０．０２
    〜１．５マイクロメータであり、そして十分に緻密な微
    細構造を有する超電導酸化物フィルム。
36. （３６）前記有機溶液が、前記陽イオン成分とキレート
    化しうる有機酸およびこの酸キレートを重合させ得るア
    ルコールを含む第（１）請求項記載の方法。
37. （３７）前記有機酸がクエン酸である第（３６）請求項
    記載の方法。
38. （３８）前記有機酸が乳酸である第（３６）請求項記載
    の方法。
39. （３９）前記有機酸がグリコール酸である第（３６）請
    求項記載の方法。
40. （４０）前記アルコールがエチレングリコールである第
    （３６）請求項記載の方法。
41. （４１）前記アルコールがグリセロールである第（３６
    ）請求項記載の方法。
42. （４２）前記ポリマーを約１／２時間、約８００℃で焼
    き、次いで室温まで冷却する第（２９）請求項記載の方
    法。
43. （４３）前記ポリマーを約１／２時間、約９００℃で焼
    き、次いで室温まで冷却する第（３１）請求項記載の方
    法。
44. （４４）前記薄いフィルムの結晶配列を好ましいものに
    すべく前記基体が単結晶材料である第（３）請求項記載
    の方法。
45. （４５）多層超電導酸化物フイルムの製造方法であつて
    、 第一の超電導酸化物フィルム層の陽イオン成分の有機溶
    液を作ること、 前記溶液を液状フィルムにすること、 前記液状フィルム溶液を乾燥および加熱して固体の有機
    ポリマーまたは樹脂を得ること、前記ポリマーを焼いて
    前記超電導酸化物の第一の層を得ること、 第二の超電導酸化物フィルム層の陽イオン成分の有機溶
    液をつくること、 前記第一の超電導酸化物層上で前記溶液を液状フィルム
    にすること、 前記液状フィルム溶液を乾燥および加熱して第二の固体
    の有機ポリマーまたは樹脂を得ること、 前記第二のポリマーを焼いて第二の超電導酸化物層を得
    ること、および さらに加わる超電導酸化物層に対してこの方法を繰返す
    こと、 の各工程よりなる製造方法。
46. （４６）第（４５）請求項記載の方法に従つて製造した
    多層超電導酸化物フィルム。
47. （４７）基体上に支持されたバリヤーまたは付着促進層
    上に超電導酸化物フィルムを作る方法であつて、 前記バリヤーまたは付着促進層の成分の有機溶液をつく
    ること、 前記基体上でこの液体をフィルムにすること、前記液状
    フィルムを乾燥および加熱して固体の有機ポリマーを得
    ること、 前記ポリマーを焼いて前記バリヤーまたは付着促進層を
    得ること、 前記超電導酸化物フィルムの陽イオン成分の有機溶液を
    つくること、 前記バリヤーまたは付着促進層上で前記溶液を液状フイ
    ルムにすること、 前記液状の超電導酸化物フィルム溶液を乾燥および加熱
    して固体の有機ポリマーまたは樹脂を得ること、および 前記ポリマーを焼いて前記バリヤーまたは付着促進層上
    に超電導酸化物を得ること、 の各工程よりなる製造方法。
48. （４８）前記バリヤーまたは付着促進層が非超電導性で
    ある第（４７）請求項記載の方法。
49. （４９）前記バリヤーまたは付着促進層および前記超電
    導酸化物層が交互になつた層を更に含む第（４７）請求
    項記載の方法。
50. （５０）前記バリヤーまたは付着促進層が非超電導酸化
    物ＳｒＴｉＯ＿３である第（４７）請求項記載の方法。
51. （５１）前記バリヤーまたは付着促進層が非超電導酸化
    物ＢａＴｉＯ＿３である第（４７）請求項記載の方法。
52. （５２）前記バリヤーまたは付着促進層が非超電導酸化
    物ＺｒＯ＿２である第（４７）請求項記載の方法。
53. （５３）前記有機溶液へ貴金属を添加することを更に含
    む第（１）請求項記載の方法。
54. （５４）前記貴金属を酸化物先駆物質として加える第（
    ５３）請求項記載の方法。
55. （５５）前記貴金属を炭酸塩先駆物質として加える第（
    ５３）請求項記載の方法。
56. （５６）前記貴金属を水酸化物先駆物質として加える第
    （５３）請求項記載の方法。
57. （５７）前記貴金属を酢酸塩先駆物質として加える第（
    ５３）請求項記載の方法。
58. （５８）前記貴金属先駆物質をクエン酸塩先駆物質とし
    て加える第（５３）請求項記載の方法。
59. （５９）前記貴金属を微粉末の形で加える第（５３）請
    求項記載の方法。
60. （６０）前記貴金属をコロイド懸濁液の形で加える第（
    ５３）請求項記載の方法。
61. （６１）前記貴金属が金である第（５３）請求項記載の
    方法。
62. （６２）前記貴金属が銀である第（５３）請求項記載の
    方法。
63. （６３）前記貴金属が白金である第（５３）請求項記載
    の方法。
64. （６４）前記貴金属がイリジウムである第（５３）請求
    項記載の方法。
65. （６５）前記貴金属がロジウムである第（５３）請求項
    記載の方法。
66. （６６）請求項第（５３）、（５４）、（５５）、（５
    ６）、（５７）、（５８）、（５９）、（６０）、（６
    １）、（６２）、（６３）、（６４）または（６５）項
    のいずれかに記載の方法に従つて製造した超電導酸化物
    フイルム。
67. （６７）基体上に支持された貴金属層上に超電導酸化物
    フィルムを製造する方法であつて、 貴金属を基体上に付着させること、 超電導酸化物フィルムの陽イオン成分の有機溶液をつく
    ること、 前記貴金属層上で前記溶液を液状フィルムにすること、 前記液状超電導酸化物フィルム溶液を乾燥および加熱し
    て固体の有機ポリマーまたは樹脂を得ること、および 前記ポリマーを焼いて前記貴金属層上に超電導酸化物を
    得ること、 の各工程よりなる製造方法。
68. （６８）前記貴金属をスパッタリングによつて付着させ
    る第（６７）請求項記載の方法。
69. （６９）前記貴金属を蒸着によつて付着させる第（６７
    ）請求項記載の方法。
70. （７０）前記貴金属が金である第（６７）請求項記載の
    方法。
71. （７１）前記貴金属が銀である第（６７）請求項記載の
    方法。
72. （７２）前記貴金属が白金である第（６７）請求項記載
    の方法。
73. （７３）前記貴金属がイリジウムである第（６７）請求
    項記載の方法。
74. （７４）前記貴金属がロジウムである第（６７）請求項
    記載の方法。
75. （７５）別の貴金属相と混つた超電導酸化物相を含むフ
    ィルムの製造方法であつて、 超電導酸化物相および貴金属相の陽イオン成分の有機溶
    液をつくること、 前記溶液を液状フィルムにすること、 前記液状フィルム溶液を乾燥および加熱して固体の有機
    ポリマーまたは樹脂を得ること、および 前記ポリマーを焼いて超電導酸化物相および貴金属相を
    含むフィルムを得ること、 の各工程よりなる製造方法。