JPH01203221A - 酸化物超伝導薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH01203221A JPH01203221A JP63028089A JP2808988A JPH01203221A JP H01203221 A JPH01203221 A JP H01203221A JP 63028089 A JP63028089 A JP 63028089A JP 2808988 A JP2808988 A JP 2808988A JP H01203221 A JPH01203221 A JP H01203221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- thin film
- oxide
- oxide superconducting
- superconducting 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 25
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Inorganic materials O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 2
- YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N tetraantimony hexaoxide Chemical compound O1[Sb](O2)O[Sb]3O[Sb]1O[Sb]2O3 YEAUATLBSVJFOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N Arsenious Acid Chemical compound O1[As]2O[As]1O2 GOLCXWYRSKYTSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 Lu) Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は酸化物超伝導薄膜の製造方法に関し、希土類酸
化物系（希土類はＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ
、Ｈｏ５Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕから選択されたものである）
の超伝導薄膜の製造方法に関するものである。
化物系（希土類はＬａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ
、Ｈｏ５Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕから選択されたものである）
の超伝導薄膜の製造方法に関するものである。
（ロ）従来の技術
近年、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系で代表される酸化物焼結体
が液体窒素の沸点（７７Ｋ）より高い臨界温度で超伏等
状態に入ることが見出されて脚光を浴びている。この種
の酸化物焼結体による高温超伝導の膜は、たとえば、ス
パッタリング法やスクリーン印刷法によって作製するこ
とが一般的に知られている。上記スパッタリング法では
、まず酸化物超伝導体を作製した後、この酸化物超伝導
体をスパッタリング装置の陰極、或いは陽極の一方を構
成するターゲツト材として配置し、対極に配設された基
板上に酸化物超伝導物質をスパッタリングするものであ
る。
が液体窒素の沸点（７７Ｋ）より高い臨界温度で超伏等
状態に入ることが見出されて脚光を浴びている。この種
の酸化物焼結体による高温超伝導の膜は、たとえば、ス
パッタリング法やスクリーン印刷法によって作製するこ
とが一般的に知られている。上記スパッタリング法では
、まず酸化物超伝導体を作製した後、この酸化物超伝導
体をスパッタリング装置の陰極、或いは陽極の一方を構
成するターゲツト材として配置し、対極に配設された基
板上に酸化物超伝導物質をスパッタリングするものであ
る。
Ｑ）発明が解決しようとする課題
スパッタリング法やスクリーン印刷法によって超伝導薄
膜を形成する場合には、薄い単結晶層を原子的レベルで
平坦に形成するのが困難であり、均一な薄膜を形成する
ことが困難である。
膜を形成する場合には、薄い単結晶層を原子的レベルで
平坦に形成するのが困難であり、均一な薄膜を形成する
ことが困難である。
また、これらの方法で形成された＃膜はそのままで超伝
導を示さないので、通常はその薄膜を酸素雰囲気中でア
ニール処理（たとえば９５０°Ｃ１時間）が必要である
。
導を示さないので、通常はその薄膜を酸素雰囲気中でア
ニール処理（たとえば９５０°Ｃ１時間）が必要である
。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、均一な
薄膜を形成すると共にアニール処理を必要としない製造
方法を提供することを目的とする。
薄膜を形成すると共にアニール処理を必要としない製造
方法を提供することを目的とする。
に）課題を解決するための手段
本発明は真空ベルジャ内の基板上に、金属バリウム、希
土類元素、銅及び分子状態で照射される酸化物の各原子
又は分子を同時に堆積させ、前記真空ベルジャ内で酸化
物超伝導薄膜を形成したことを特徴とするものである。
土類元素、銅及び分子状態で照射される酸化物の各原子
又は分子を同時に堆積させ、前記真空ベルジャ内で酸化
物超伝導薄膜を形成したことを特徴とするものである。
（ホ）作 用
本発明はＭｏ１ｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ （以下ＭＢＥという）法により超伝導薄膜を形成す
るものである。即ち真空ベルジャ内の基板上に、金属バ
リウム（Ｂａ）、希土類元素（Ｌｎ ＞ ＜ ＬｎはＬ
ａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ
、Ｌｕから選択されたものである）、銅（Ｃｕ）及び分
子状態で基板に照射される酸化物（たとえば５ｂ２０３
）の各原子又は分子を同時に堆積させるから、基板上で
酸化物から酸素を取り込み、Ｂａ−Ｌｎ−Ｃｕ−０の酸
化物超伝導薄膜が原子的レベルの膜厚で順次堆積される
。従って原子的レベルの均一な膜厚で順次形成されてい
くので薄膜は平坦に且均−厚みとなる。また、各分子の
堆積中に酸化物から酸素を取り込むため、基板上に形成
された薄膜が超伝導性を示し、アニール処理を必要とし
ない。
ｙ （以下ＭＢＥという）法により超伝導薄膜を形成す
るものである。即ち真空ベルジャ内の基板上に、金属バ
リウム（Ｂａ）、希土類元素（Ｌｎ ＞ ＜ ＬｎはＬ
ａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ
、Ｌｕから選択されたものである）、銅（Ｃｕ）及び分
子状態で基板に照射される酸化物（たとえば５ｂ２０３
）の各原子又は分子を同時に堆積させるから、基板上で
酸化物から酸素を取り込み、Ｂａ−Ｌｎ−Ｃｕ−０の酸
化物超伝導薄膜が原子的レベルの膜厚で順次堆積される
。従って原子的レベルの均一な膜厚で順次形成されてい
くので薄膜は平坦に且均−厚みとなる。また、各分子の
堆積中に酸化物から酸素を取り込むため、基板上に形成
された薄膜が超伝導性を示し、アニール処理を必要とし
ない。
（ハ）実施例
本発明の一実施例を図面１こ基いて説明する。第１図は
ＭＢＥ装置の概酪図である。この図面において、真空ベ
ルジャ（１）は到達真空度ｉ ｘ ｉ ｏ ８Ｐ ａの
ものであり、真空ポンプ（イオンポンプ）（２）にて超
高真空が形成される。ベルジャ（１）内の基板（３）と
してＭｇ０（１００）を用いたが、Ａ１２０３（サファ
イア）、ＹＳＺ（イツトリアで安定化したジルコニア）
あるいは５ｒＴｉ０３（チタン酸ストロンチウム）結晶
を用いてもよい。
ＭＢＥ装置の概酪図である。この図面において、真空ベ
ルジャ（１）は到達真空度ｉ ｘ ｉ ｏ ８Ｐ ａの
ものであり、真空ポンプ（イオンポンプ）（２）にて超
高真空が形成される。ベルジャ（１）内の基板（３）と
してＭｇ０（１００）を用いたが、Ａ１２０３（サファ
イア）、ＹＳＺ（イツトリアで安定化したジルコニア）
あるいは５ｒＴｉ０３（チタン酸ストロンチウム）結晶
を用いてもよい。
真空ベルジャ（１）は４個の蒸発ｌＪ４＋を有し、順次
金属バリウム（Ｂａ ）、希土類元素＜ Ｌｎ ）、銅
（Ｃｕ）及び分子状態で照射される酸化物が個別に原子
又は分子で基板（３）に照射される。希土類元素（Ｌｎ
）としてＤｙを用い、上記酸化物としてＳｂ ２０３を
用いた。
金属バリウム（Ｂａ ）、希土類元素＜ Ｌｎ ）、銅
（Ｃｕ）及び分子状態で照射される酸化物が個別に原子
又は分子で基板（３）に照射される。希土類元素（Ｌｎ
）としてＤｙを用い、上記酸化物としてＳｂ ２０３を
用いた。
以上の構成において、６００〜６５０°Ｃに加熱した基
板（３）上に、Ｂａ、Ｄｙ、Ｃｕ及び５ｂ２０３を同時
に堆積させ、Ｂａ−Ｄｙ−Ｃｕ−０系薄膜を形成した。
板（３）上に、Ｂａ、Ｄｙ、Ｃｕ及び５ｂ２０３を同時
に堆積させ、Ｂａ−Ｄｙ−Ｃｕ−０系薄膜を形成した。
Ｂａの蒸発量は２．５Ａ／秒、Ｄｙの蒸発量は０．５Ａ
／秒であり、Ｃｕの蒸発量は０．６あり、薄膜の膜厚は
５０００Ａであった。またこの堆積中の真空度は１０程
度であった。
／秒であり、Ｃｕの蒸発量は０．６あり、薄膜の膜厚は
５０００Ａであった。またこの堆積中の真空度は１０程
度であった。
この場合の基板（３）上の結晶の成長は、第２図に示す
ように、各蒸発源（４）から出発した原子又は分くは基
板表面近傍にとどまり、熱エネルギーを基板（３）に与
えながら動き回り、捕獲中心で原子材又は原子集団を捕
獲し、核を形成し、この核はつぎつぎ到着する原子と合
体して安定核となり、順次成長していく。５ｂ２０３は
この合体時に、酸素のみが取り込まれ、ｓｂ又はＳｂＯ
が基板（３）から飛散する。
ように、各蒸発源（４）から出発した原子又は分くは基
板表面近傍にとどまり、熱エネルギーを基板（３）に与
えながら動き回り、捕獲中心で原子材又は原子集団を捕
獲し、核を形成し、この核はつぎつぎ到着する原子と合
体して安定核となり、順次成長していく。５ｂ２０３は
この合体時に、酸素のみが取り込まれ、ｓｂ又はＳｂＯ
が基板（３）から飛散する。
基板（３）上に形成した超伝導薄膜の電気抵抗特性を測
定した結果を第６図に示す。この図面から明らかなよう
にＴｃ（ｅｎｄ ）＝８３にで超伝導転移が観測された
。
定した結果を第６図に示す。この図面から明らかなよう
にＴｃ（ｅｎｄ ）＝８３にで超伝導転移が観測された
。
また、この薄膜をＸ線（Ｃｕ−にα線）を用いて回折テ
ストを行い、第４図の結果を得た。この回折結果から、
この薄膜は斜方晶ペロブスカイト構造であり、Ｃ軸配向
していることが確認された。
ストを行い、第４図の結果を得た。この回折結果から、
この薄膜は斜方晶ペロブスカイト構造であり、Ｃ軸配向
していることが確認された。
上記実施例においては、希土類元素としてＤｙを用いた
が、これに代え、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ
、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕを用いても実施例と同様の結果が得
られる。また、分子状態で照射される酸化物としては、
実施例で使用した５ｂ２０３に代ってＡｓ ２０３を用
いることもできる。特にＡｓ２Ｏ３はＳｂ ２０３に比
し低い温度で照射するのに好ましい。
が、これに代え、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ
、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕを用いても実施例と同様の結果が得
られる。また、分子状態で照射される酸化物としては、
実施例で使用した５ｂ２０３に代ってＡｓ ２０３を用
いることもできる。特にＡｓ２Ｏ３はＳｂ ２０３に比
し低い温度で照射するのに好ましい。
（ト）発明の効果
本発明は真空ベルジャ内の基板上に、金属バリウム、希
土類元素、銅及び分子状態で照射される酸化物の各原子
又は分子を同時に堆積させ、前記真空ベルジャ内で酸化
物超伝導薄膜を形成するものであるから、原子的レベル
で平坦且均−な薄膜を形成することができると共に前記
酸化物から酸素原子が取り込まれるため、従来法におい
て必要であったアニール処理を必要としないものであり
、超伝導薄膜の製造が簡単になる。
土類元素、銅及び分子状態で照射される酸化物の各原子
又は分子を同時に堆積させ、前記真空ベルジャ内で酸化
物超伝導薄膜を形成するものであるから、原子的レベル
で平坦且均−な薄膜を形成することができると共に前記
酸化物から酸素原子が取り込まれるため、従来法におい
て必要であったアニール処理を必要としないものであり
、超伝導薄膜の製造が簡単になる。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はＭＢＥ装置の
概絡図、第２図は基板上の薄膜の形成状況の説明図、第
６図は超伝導薄膜の電気抵抗特性図、第４図は同薄１摸
のＸ線回折図である。
概絡図、第２図は基板上の薄膜の形成状況の説明図、第
６図は超伝導薄膜の電気抵抗特性図、第４図は同薄１摸
のＸ線回折図である。
Claims (1)
- （１）真空ベルジャ内の基板上に、金属バリウム、希土
類元素、銅及び分子状態で照射される酸化物の各原子又
は分子を同時に堆積させ、前記真空ベルジャ内で酸化物
超伝導薄膜を形成したことを特徴とする酸化物超伝導薄
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028089A JPH01203221A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028089A JPH01203221A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203221A true JPH01203221A (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=12239054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028089A Pending JPH01203221A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01203221A (ja) |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP63028089A patent/JPH01203221A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0285030B1 (en) | Process for producing superconducting thin films | |
| Ramesh et al. | Ferroelectric bismuth titanate/superconductor (Y‐Ba‐Cu‐O) thin‐film heterostructures on silicon | |
| JP2671916B2 (ja) | 超電導体の製造方法及び超電導回路の作製方法 | |
| US4874741A (en) | Non-enhanced laser evaporation of oxide superconductors | |
| JPH08502629A (ja) | 高温ジョセフソン接合及び方法 | |
| US5361720A (en) | Epitaxial deposition | |
| EP0306286B1 (en) | Method and apparatus for manufacturing superconducting ceramics materials | |
| JPS63310515A (ja) | 超伝導体薄膜の製造方法 | |
| JPH01203221A (ja) | 酸化物超伝導薄膜の製造方法 | |
| JPH0825742B2 (ja) | 超電導材料の作製方法 | |
| JPH02167820A (ja) | Ｔ１系複合酸化物超電導体薄膜の成膜方法 | |
| JP2713343B2 (ja) | 超電導回路の作製方法 | |
| US20090036313A1 (en) | Coated superconducting materials | |
| EP0412986B1 (en) | Epitaxial deposition | |
| DE68921138T3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Oxidverbindungssupraleiters des Bi-Sr-Ca-Cu-Systems. | |
| JP2598973B2 (ja) | 積層型超電導素子 | |
| JP2564562B2 (ja) | 超電導材料の作製方法 | |
| JP2832002B2 (ja) | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｉ−Ｏ系超伝導薄膜の製造方法 | |
| JP2611332B2 (ja) | 薄膜超電導体の製造方法 | |
| Kuppusami et al. | Processing and properties of thin films of high critical temperature superconductors | |
| JPH075313B2 (ja) | 酸化物超伝導薄膜の作製方法 | |
| JP2502344B2 (ja) | 複合酸化物超電導体薄膜の作製方法 | |
| JPH01100818A (ja) | 高温超電導材 | |
| JPH07100609B2 (ja) | 薄膜超電導体の製造方法 | |
| JPH01201008A (ja) | 酸化物超電導薄膜の製造方法 |