JPH01215712A - 超電導体薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導体薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH01215712A JPH01215712A JP63042648A JP4264888A JPH01215712A JP H01215712 A JPH01215712 A JP H01215712A JP 63042648 A JP63042648 A JP 63042648A JP 4264888 A JP4264888 A JP 4264888A JP H01215712 A JPH01215712 A JP H01215712A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- superconductor
- sputtering
- 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
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 2
- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000108 silver(I,III) oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N dinuclear copper ion Chemical compound [Cu].[Cu] ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
産業上の利用分野
本発明はすぐれた安定な超電導特性を有し、高い電流密
度、常伝導状態での高い導電性を有する電導体薄膜の製
造方法に関するものである。
度、常伝導状態での高い導電性を有する電導体薄膜の製
造方法に関するものである。
従来の技術
最近、ランクニウム（Ｌａ）−バリウム（Ｂａ ） −
銅（Ｃｕ）−酸素（０）あるいはイツトリウム（Ｙ）−
Ｂａ −Ｃｕ −０から成る酸化物導電体が高い超電導
転移点（ＴＣ）を有すると言う重要な発見が為された。
銅（Ｃｕ）−酸素（０）あるいはイツトリウム（Ｙ）−
Ｂａ −Ｃｕ −０から成る酸化物導電体が高い超電導
転移点（ＴＣ）を有すると言う重要な発見が為された。
ＴＣとしては構成元素或は化合物組成の制御により３０
以上１００Ｋ （−１７３℃）迄の値が報告されている
。特に、Ｙ−Ｂａ −Ｃｕ−０系（以下ＹＢＣＯと略す
）では、３金属の原子比率が１＝２：３の時最も高いＴ
ｃが得られ、電気抵抗がゼロとなる温度（Ｔｏｆｆと略
す）は、最も再現性のあるデータで、９５にであると言
われている。酸素の含有量に関しては、６．９程度であ
ろうと予想されてりる。更に、ＹＢＣＯ系でＹをランク
ニド系列元素（例えば、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ
、Ｄｙ、Ｇｄ。
以上１００Ｋ （−１７３℃）迄の値が報告されている
。特に、Ｙ−Ｂａ −Ｃｕ−０系（以下ＹＢＣＯと略す
）では、３金属の原子比率が１＝２：３の時最も高いＴ
ｃが得られ、電気抵抗がゼロとなる温度（Ｔｏｆｆと略
す）は、最も再現性のあるデータで、９５にであると言
われている。酸素の含有量に関しては、６．９程度であ
ろうと予想されてりる。更に、ＹＢＣＯ系でＹをランク
ニド系列元素（例えば、Ｌｕ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ
、Ｄｙ、Ｇｄ。
Ｅｕ 、 Ｓｍ 、 Ｎｄ 、 Ｌａ ） で置き換え
た化合物が多く合成されており、その大半が９０ Ｋ以
上のＴｃを示している。この様に、高い温度で超電導を
示す酸化物導電体は、Ｃｕ −０を基本元素として含み
、イツトリウムあるいはランタニド元素およびアルカリ
土類元素により結晶構造及び電子状態をうまく制御され
たものであると言える。
た化合物が多く合成されており、その大半が９０ Ｋ以
上のＴｃを示している。この様に、高い温度で超電導を
示す酸化物導電体は、Ｃｕ −０を基本元素として含み
、イツトリウムあるいはランタニド元素およびアルカリ
土類元素により結晶構造及び電子状態をうまく制御され
たものであると言える。
また、極最近オプシンスキー氏らは、フッ素を含むＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物に於て１５０にのＴｏｆｆ
を認めている（フィジカル レビュー レターズ； Ｐ
ｈｙｓ、Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ０誌５８ 巻２５９７ ｊ
ｊ（１９８７年））。更に、他の元素を添加することに
より室温以上での超電導の兆しが見えたとの報告もある
。更に、江原氏らはＹ −Ｂａ −Ｓｒ −Ｃｕ−〇か
ら成る酸化物に於て、６５℃で抵抗がゼロになる現象を
報告している（ジャパニーズ ジャーナル オブ ザ
アプライド フィツクス；Ｊｐｎ、 Ｊ 、Ａｐｐｌ
、 Ｐｈｙｓ、 誌、２６巻、頁、１９８７年）。
Ｂａ−Ｃｕ−０系酸化物に於て１５０にのＴｏｆｆ
を認めている（フィジカル レビュー レターズ； Ｐ
ｈｙｓ、Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ０誌５８ 巻２５９７ ｊ
ｊ（１９８７年））。更に、他の元素を添加することに
より室温以上での超電導の兆しが見えたとの報告もある
。更に、江原氏らはＹ −Ｂａ −Ｓｒ −Ｃｕ−〇か
ら成る酸化物に於て、６５℃で抵抗がゼロになる現象を
報告している（ジャパニーズ ジャーナル オブ ザ
アプライド フィツクス；Ｊｐｎ、 Ｊ 、Ａｐｐｌ
、 Ｐｈｙｓ、 誌、２６巻、頁、１９８７年）。
一方、これらの超電導体がエレクトロニクスデバイスと
して用いられるには、薄膜あるいは厚膜の製造が必須で
ある。その様な観点から、酸化物超電導体の皮膜化の検
討が行われ、スバタリング、スクリーン印刷などにより
ある程度の特性を有する薄膜が調製されている。現在酸
化物超電導体の薄膜化で最も問題になっているのは、基
板材料の制約である。確実に再現性および安定性の高い
超電導性薄膜を与える基板材料はチタン酸ストロンチウ
ムのみであると言われている。
して用いられるには、薄膜あるいは厚膜の製造が必須で
ある。その様な観点から、酸化物超電導体の皮膜化の検
討が行われ、スバタリング、スクリーン印刷などにより
ある程度の特性を有する薄膜が調製されている。現在酸
化物超電導体の薄膜化で最も問題になっているのは、基
板材料の制約である。確実に再現性および安定性の高い
超電導性薄膜を与える基板材料はチタン酸ストロンチウ
ムのみであると言われている。
発明が解決しようとする課題
以上述べた、超電導体薄膜の性質に関し、本発明が解決
しようとする課題は二つある。第一は種々の方法で作成
された超電導体薄膜がバルクの超電導体に比べ再現性に
乏しく、安定性が殆ど無い事である。また第二の課題は
、超電導薄膜を形成する基板材料の制限である。すなわ
ち入手が簡単で、安定性の高い超電導特性を与える基板
材料が切望されている。
しようとする課題は二つある。第一は種々の方法で作成
された超電導体薄膜がバルクの超電導体に比べ再現性に
乏しく、安定性が殆ど無い事である。また第二の課題は
、超電導薄膜を形成する基板材料の制限である。すなわ
ち入手が簡単で、安定性の高い超電導特性を与える基板
材料が切望されている。
本発明は、従来の上記課題を解決するもので、その目的
は、再現性が高く、安定性の高い超電導体薄膜の製造方
法の提供にある。
は、再現性が高く、安定性の高い超電導体薄膜の製造方
法の提供にある。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するもので、その技術的手段は
、本質的にＹ −Ｂａ −Ｃｕ −０から形成されるセ
ラミック超電導体に銅含有量の２〜２５ｗｔチの銀成分
を添加して焼結したものをターゲットとして、スパッタ
リング法により超電導体薄膜を形成するものである。
、本質的にＹ −Ｂａ −Ｃｕ −０から形成されるセ
ラミック超電導体に銅含有量の２〜２５ｗｔチの銀成分
を添加して焼結したものをターゲットとして、スパッタ
リング法により超電導体薄膜を形成するものである。
作 用
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、構成元素の一部
として銀（＃）を一部含むＹ −Ｂａ −Ｃｕ−〇系酸
化物をターゲットとしてスパッタリング法によって薄膜
を作成することにより、安定な超電導薄膜を再現性良く
得ることができた。
として銀（＃）を一部含むＹ −Ｂａ −Ｃｕ−〇系酸
化物をターゲットとしてスパッタリング法によって薄膜
を作成することにより、安定な超電導薄膜を再現性良く
得ることができた。
実施例
本発明の超電導薄膜の基本的な製造方法は次のとおりで
ある。メノウの乳鉢を用いて、最初に定メラレタ組成比
［：Ｙ：Ｂａ ： （Ｃｕ＋＃ ）の原子比率が１：２
：３であることを基準にする〕のＹ２Ｏ３、ＢａＯ１Ｃ
ｕＯおよびＡ、９２０超微粒子を粉砕し、均一になるま
で混合する。粉砕後、１２０℃以上の温度で十分に乾燥
させ、成型を行う。成型圧力は、５００Ｋｐ／ｄ以上で
あれば良かったが、焼結体の均一性を考慮して、一般に
は２．５ｔ／ｃＩＩの圧力で成型した。作られたペレッ
トの焼成は、通常の管状炉を用いて、空気中で行った。
ある。メノウの乳鉢を用いて、最初に定メラレタ組成比
［：Ｙ：Ｂａ ： （Ｃｕ＋＃ ）の原子比率が１：２
：３であることを基準にする〕のＹ２Ｏ３、ＢａＯ１Ｃ
ｕＯおよびＡ、９２０超微粒子を粉砕し、均一になるま
で混合する。粉砕後、１２０℃以上の温度で十分に乾燥
させ、成型を行う。成型圧力は、５００Ｋｐ／ｄ以上で
あれば良かったが、焼結体の均一性を考慮して、一般に
は２．５ｔ／ｃＩＩの圧力で成型した。作られたペレッ
トの焼成は、通常の管状炉を用いて、空気中で行った。
焼成温度は、８５０から９４５℃の間が適当であった。
焼成後、８００℃に１０時間、４００℃に１０時間放置
してアニールを施した。この様にして得られたＹ−Ｂａ
−（Ｃｕ−ｔ−＃ ）−０（Ｄ焼結体はＣｕニ対すルＡ
Ｉ添加量が２５ｗｔ％以下の場合は、９５ Ｋで抵抗が
ゼロとなる超電導体であった。次に、これをターゲット
にして高周波スパッタリングを行った。動程源が１３．
６Ｍ）Ｉｚのマグネトロンスパッタリング装置を用い、
酸素を５から１５％を含むアルゴンガスの濃度を２から
Ｉ Ｑ Ｐａとし、棟々の基板温度でスパッタリングを
行った。このようにして、３０から６０分のスパッタリ
ングにより、３０００から８０００オングストロームの
均一な皮膜が得られた。
してアニールを施した。この様にして得られたＹ−Ｂａ
−（Ｃｕ−ｔ−＃ ）−０（Ｄ焼結体はＣｕニ対すルＡ
Ｉ添加量が２５ｗｔ％以下の場合は、９５ Ｋで抵抗が
ゼロとなる超電導体であった。次に、これをターゲット
にして高周波スパッタリングを行った。動程源が１３．
６Ｍ）Ｉｚのマグネトロンスパッタリング装置を用い、
酸素を５から１５％を含むアルゴンガスの濃度を２から
Ｉ Ｑ Ｐａとし、棟々の基板温度でスパッタリングを
行った。このようにして、３０から６０分のスパッタリ
ングにより、３０００から８０００オングストロームの
均一な皮膜が得られた。
基板はチタン酸ストロンチウム、石英、アルミナ、窒化
ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、マグネシア、銅、等
である。基板の温度は実験装置の制約上６００℃迄しか
上げられなかったが、４００℃以上の温度でスパッタリ
ングが行われた場合、得られた薄膜は明確な超電導特性
を示した。特に、６００℃では、超電導転移温度が９５
にで抵抗がゼロとなる温度が９４ Ｋである様なするど
い転移特性を示した。また、この皮膜を８００から９２
０℃の間の温度で、酸素気流中で４０時間アニールする
と、超電導の安定性は著しく向上した。
ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、マグネシア、銅、等
である。基板の温度は実験装置の制約上６００℃迄しか
上げられなかったが、４００℃以上の温度でスパッタリ
ングが行われた場合、得られた薄膜は明確な超電導特性
を示した。特に、６００℃では、超電導転移温度が９５
にで抵抗がゼロとなる温度が９４ Ｋである様なするど
い転移特性を示した。また、この皮膜を８００から９２
０℃の間の温度で、酸素気流中で４０時間アニールする
と、超電導の安定性は著しく向上した。
ＡＩの添加量が０〜２ｗ１％であるターゲットな使用し
てスパッタリングを行った場合超電導特性を示した基板
はチタン酸ストロンチウムのみであったｏ Ａ、！９
の添加量が２〜２５ｗｔ％ の場合には上記基板はすべ
て使用可能となり、スパッタリングにより得られた薄膜
はいずれもすぐれた超電導特性を示した。しかしながら
、Ｍの添加量が３０ｗｔ％以上ではいずれの基板をもち
いてもスパッタ皮膜は超電導特性を示さなかった。
てスパッタリングを行った場合超電導特性を示した基板
はチタン酸ストロンチウムのみであったｏ Ａ、！９
の添加量が２〜２５ｗｔ％ の場合には上記基板はすべ
て使用可能となり、スパッタリングにより得られた薄膜
はいずれもすぐれた超電導特性を示した。しかしながら
、Ｍの添加量が３０ｗｔ％以上ではいずれの基板をもち
いてもスパッタ皮膜は超電導特性を示さなかった。
以下にさらに詳細に述べる。
〔実施例 １〕
試薬として入手したＹ２Ｏ３、Ｂａ０％ＣｕＯおよびＣ
ｕに対してｌＱｗｔ％相当のＡｐを含む幻２０をメノウ
の乳鉢で高純度エタノールを滴下しつツ、完全に粉砕し
た。この粉末を５０ Ｆから１０．９の間の重さとして
秤量し、直径１３αの成型治具の中に充填し加圧した。
ｕに対してｌＱｗｔ％相当のＡｐを含む幻２０をメノウ
の乳鉢で高純度エタノールを滴下しつツ、完全に粉砕し
た。この粉末を５０ Ｆから１０．９の間の重さとして
秤量し、直径１３αの成型治具の中に充填し加圧した。
圧力は約２５００に９／ｃｄで、排気しつつ３０分間行
った。このペレットを白金板の上に置き置き、管状炉の
中のにセットして熱処理を行った。例えば、４時間の熱
処理の結果、９００℃では５０００８／ｃｍであった。
った。このペレットを白金板の上に置き置き、管状炉の
中のにセットして熱処理を行った。例えば、４時間の熱
処理の結果、９００℃では５０００８／ｃｍであった。
最高の伝導度は９００から９４０℃の間の温度で得られ
、１００００から２００００８／αであった。また、９
４５℃以上の温度では、抵抗が再び上昇する傾向が見ら
れた。
、１００００から２００００８／αであった。また、９
４５℃以上の温度では、抵抗が再び上昇する傾向が見ら
れた。
（例えば９８０℃で約３０００８／儂）このようにして
作られたＹＢＣＡＪＯ酸化物導電体をターゲットにし、
酸素を１５％含むアルコンガスを用い、ＲＦマグネトロ
ンスパッタリングを行った。ガス圧は３Ｐａで、高周波
入力は１５０Ｗに設定した。基板は５ミクロン厚の石英
基板（面積抵抗７５０）で、スパッタリング中の基板温
度は５５０℃とした。約２時間のスパッタリングにより
、黒色の、約１ミクロンの均一膜が形成された。この様
にして得られた薄膜の固有型導度は３２００８７ｃｍで
、温度−抵抗特性の測定から明確な超電導性が確認され
た。即ち、室温から１００Ｋまでは殆ど抵抗の温度変化
はないが、９５ Ｋより抵抗が急激に降下し、９２〜９
０にでゼロ抵抗を示した。
作られたＹＢＣＡＪＯ酸化物導電体をターゲットにし、
酸素を１５％含むアルコンガスを用い、ＲＦマグネトロ
ンスパッタリングを行った。ガス圧は３Ｐａで、高周波
入力は１５０Ｗに設定した。基板は５ミクロン厚の石英
基板（面積抵抗７５０）で、スパッタリング中の基板温
度は５５０℃とした。約２時間のスパッタリングにより
、黒色の、約１ミクロンの均一膜が形成された。この様
にして得られた薄膜の固有型導度は３２００８７ｃｍで
、温度−抵抗特性の測定から明確な超電導性が確認され
た。即ち、室温から１００Ｋまでは殆ど抵抗の温度変化
はないが、９５ Ｋより抵抗が急激に降下し、９２〜９
０にでゼロ抵抗を示した。
これに反し、６００℃でスパッターされた皮膜はＴＣが
９５にの急峻な超電導転移を示し、Ｔｏｆｆは９４ Ｋ
であった。その特性は非常に安定で、空気中に放置した
後でも、繰り返し再現をすることが出来た。
９５にの急峻な超電導転移を示し、Ｔｏｆｆは９４ Ｋ
であった。その特性は非常に安定で、空気中に放置した
後でも、繰り返し再現をすることが出来た。
〔実施例 ２〕
石英基板の代わりにアルミナ基板を用い、実施例１と同
じとなるような組成を用い、同様の方法で粉砕混合、焼
結を行った。９５０℃で１０時間焼結して得られた酸化
物をターゲットにして、３５０℃の基板温度で１時間ス
パッターした。次に、得られた皮膜を酸素気流中で約１
０時間、８５０℃のアニールを行った。抵抗−温度特性
の測定の結果、Ｔｏｎは９７ Ｋまで上昇し、Ｔｏｆｆ
は９４から９３ Ｋの間であった。また、この特性は、
サンプルを湿気に曝さなければ何度でも再現させること
が出来た。この様なすぐれた安定性と高い転移点をもつ
セラミックス超電導体は、スパッタリングあるいはアニ
ールの過程でＣｕが幻により部分的に置換されたかある
いは粒界界面にＡ、９が析出してその接触抵抗を小さく
した結果化じたものと思われる。ただし、アニール条件
が厳しくなる（９００以上、数１０時間以上）と、スパ
ッター膜の伝導度が急激に低下し、超電導特性が明確で
なくなる傾向が観測された。
じとなるような組成を用い、同様の方法で粉砕混合、焼
結を行った。９５０℃で１０時間焼結して得られた酸化
物をターゲットにして、３５０℃の基板温度で１時間ス
パッターした。次に、得られた皮膜を酸素気流中で約１
０時間、８５０℃のアニールを行った。抵抗−温度特性
の測定の結果、Ｔｏｎは９７ Ｋまで上昇し、Ｔｏｆｆ
は９４から９３ Ｋの間であった。また、この特性は、
サンプルを湿気に曝さなければ何度でも再現させること
が出来た。この様なすぐれた安定性と高い転移点をもつ
セラミックス超電導体は、スパッタリングあるいはアニ
ールの過程でＣｕが幻により部分的に置換されたかある
いは粒界界面にＡ、９が析出してその接触抵抗を小さく
した結果化じたものと思われる。ただし、アニール条件
が厳しくなる（９００以上、数１０時間以上）と、スパ
ッター膜の伝導度が急激に低下し、超電導特性が明確で
なくなる傾向が観測された。
ところで現在の段階ではこの材料の結晶構造は決定され
ておらず、本発明の効果の原因も今後基礎的に解明され
る必要がある。しかしながら、酸化物超電導体の構成元
素の一部として幻を用いることは、高温超電導体の製造
及び特性に大きな進歩をもたらすものである。
ておらず、本発明の効果の原因も今後基礎的に解明され
る必要がある。しかしながら、酸化物超電導体の構成元
素の一部として幻を用いることは、高温超電導体の製造
及び特性に大きな進歩をもたらすものである。
尚、現在知られている高温超電導体、Ｌｎ −Ｂａ−Ｃ
ｕ−０（Ｌｎはランタニド系列元素）、ではＣｕ−０か
らなる伝導路が超電導の発現の基本になっているので、
本発明で開示された製造方法はそれらの材料にも同様に
適用できることは明らかである。
ｕ−０（Ｌｎはランタニド系列元素）、ではＣｕ−０か
らなる伝導路が超電導の発現の基本になっているので、
本発明で開示された製造方法はそれらの材料にも同様に
適用できることは明らかである。
発明の効果
以上要するに、本発明はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の高温超
電導体薄膜の製造に於て、ＣｕがＭに部分的に置換され
る事によりその安定性が著しく向上した事を特徴とする
新規な酸化物超電導体薄膜の製造方法を開示するもので
ある。
電導体薄膜の製造に於て、ＣｕがＭに部分的に置換され
る事によりその安定性が著しく向上した事を特徴とする
新規な酸化物超電導体薄膜の製造方法を開示するもので
ある。
Claims (1)
- 本質的にイットリウム、バリウム、銅、酸素から形成
されるセラミック超電導体に銅含有量の２〜２５ｗｔ％
の銀成分を添加して焼結したものをターゲットとして、
スパッタリング法によって作成された事を特徴とする超
電導体薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042648A JPH01215712A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 超電導体薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042648A JPH01215712A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 超電導体薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215712A true JPH01215712A (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=12641832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042648A Pending JPH01215712A (ja) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | 超電導体薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01215712A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116179A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-04-27 | Toshiba Corp | 超電導体装置 |
| JPH0312321A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＹーＢａーＣｕーＯ系酸化物超電導薄膜およびその製造方法 |
| JPH0492814A (ja) * | 1990-03-21 | 1992-03-25 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 高温超伝導体薄膜の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP63042648A patent/JPH01215712A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116179A (ja) * | 1988-10-26 | 1990-04-27 | Toshiba Corp | 超電導体装置 |
| JPH0312321A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＹーＢａーＣｕーＯ系酸化物超電導薄膜およびその製造方法 |
| JPH0492814A (ja) * | 1990-03-21 | 1992-03-25 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 高温超伝導体薄膜の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2933225B2 (ja) | 金属酸化物材料 | |
| EP0356722B1 (en) | Oxide superconductor and method of producing the same | |
| US5075282A (en) | Printing method of forming oxide superconducting films on La2 Cu O.sub. | |
| JPH01215712A (ja) | 超電導体薄膜の製造方法 | |
| EP0299796A2 (en) | Silver additives for ceramic superconductors | |
| JPH01157008A (ja) | 超電導体薄膜 | |
| JPH01219156A (ja) | 超電導体薄膜の製造方法 | |
| US5098868A (en) | Vanadium-based superconducting metallic oxides | |
| JP2785263B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JPH01157009A (ja) | 超電導体薄膜 | |
| JPH01157417A (ja) | 超電導体 | |
| JPH01156463A (ja) | 超電導体薄膜 | |
| JP2557446B2 (ja) | 複合酸化物系超電導薄膜の製造方法 | |
| JP2598055B2 (ja) | 電子デバイス用酸化物超電導薄膜 | |
| JP2653448B2 (ja) | 酸化物超電導素子 | |
| JPS63307111A (ja) | 導電体の製造方法 | |
| JPH10510799A (ja) | 改良された超電導体 | |
| RU2043981C1 (ru) | Керамический материал | |
| JPH0692717A (ja) | Ｂｉ系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JPH0569059B2 (ja) | ||
| JPH02120226A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
| JPH02120233A (ja) | 酸化物超伝導材料 | |
| Hrovat et al. | Thick Film Superconductors Based on Bi2O3 Modified Y‐Ba‐Cu‐O and Bi‐Sr‐Ca‐Cu‐O Systems | |
| JP2590370B2 (ja) | 超電導材料およびその製造方法 | |
| JPH0248459A (ja) | 複合酸化物超伝導体の製造方法 |