JPH01215968A - 金属酸化物超電導薄膜の形成方法 - Google Patents
金属酸化物超電導薄膜の形成方法Info
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- JPH01215968A JPH01215968A JP63039432A JP3943288A JPH01215968A JP H01215968 A JPH01215968 A JP H01215968A JP 63039432 A JP63039432 A JP 63039432A JP 3943288 A JP3943288 A JP 3943288A JP H01215968 A JPH01215968 A JP H01215968A
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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
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
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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〕
本発明は超電導薄膜の形成方法に係り、特に結晶配向性
のそろったあるいは単結晶の薄膜の形成方法に関する。
のそろったあるいは単結晶の薄膜の形成方法に関する。
酸化物超電導体において窒素の沸点を超える臨界温度が
実現されると、電子デバイスへの適用を目的として薄膜
化技術の開発が活発になってきた。
実現されると、電子デバイスへの適用を目的として薄膜
化技術の開発が活発になってきた。
これまでに超電導薄膜の例としてスパッタリング法によ
る薄膜がジーピーエヌ・ジエイ、ニーピーピーエル、ヒ
イズ、 （Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、） ２
旦（１９８７） Ｎｏ、 ５ Ｌ ７３８− Ｌ ７４
０に、蒸着法による薄膜が１９８７年、４／２３〜２４
米国材料学会「エム アール ニス スプリング ミ
ーティングＪ （ＭＲＳ Ｓｐｒｉｎｇ Ｍｅｅｔｉｎ
ｇ）に報告されている。これらはいずれも多結晶薄膜で
あり特定の結晶方位をもっているのではない。最近新聞
。
る薄膜がジーピーエヌ・ジエイ、ニーピーピーエル、ヒ
イズ、 （Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、） ２
旦（１９８７） Ｎｏ、 ５ Ｌ ７３８− Ｌ ７４
０に、蒸着法による薄膜が１９８７年、４／２３〜２４
米国材料学会「エム アール ニス スプリング ミ
ーティングＪ （ＭＲＳ Ｓｐｒｉｎｇ Ｍｅｅｔｉｎ
ｇ）に報告されている。これらはいずれも多結晶薄膜で
あり特定の結晶方位をもっているのではない。最近新聞
。
雑誌等によって強い結晶配向性をもつ薄膜、あるいは単
結晶薄膜が形成されたことが報道されているが、その形
成方法等はまったく明らかにされていない。これは現在
までのところ結晶異方性をもつ薄膜あるいは単結晶薄膜
を再現性よく形成される技術が確立されていないためと
考えられる。
結晶薄膜が形成されたことが報道されているが、その形
成方法等はまったく明らかにされていない。これは現在
までのところ結晶異方性をもつ薄膜あるいは単結晶薄膜
を再現性よく形成される技術が確立されていないためと
考えられる。
酸化物超電導体は強い結晶異方性をもっており結晶方位
によって臨界電流が異なる。電子テバイスに酸化物超電
導薄膜を応用するには臨界電流の向上あるいは臨界電流
の異方性の制御が必要である。
によって臨界電流が異なる。電子テバイスに酸化物超電
導薄膜を応用するには臨界電流の向上あるいは臨界電流
の異方性の制御が必要である。
本発明の目的は酸化物超電導体薄膜において結晶方位を
そろえる技術または単結晶育成の技術を提供し、高い臨
界電流あるいは制御された結晶配向性を有する材料を実
現することにある。
そろえる技術または単結晶育成の技術を提供し、高い臨
界電流あるいは制御された結晶配向性を有する材料を実
現することにある。
上記目的は、金属酸化物超電導薄膜を形成するとき基板
に対してます上記金属酸化物を構成する純金属のうちの
一種あるいは複数種をたい積し、その後ねらいとする金
属酸化物の化学量論的組成 ・をたい積することによ
り達成できる。
に対してます上記金属酸化物を構成する純金属のうちの
一種あるいは複数種をたい積し、その後ねらいとする金
属酸化物の化学量論的組成 ・をたい積することによ
り達成できる。
あるいは最初に純金属をたい積した後、成長室に酸素を
導入して酸素雰囲気中で化学量論的組成をたい積すれば
膜中に酸素を混合しながら膜を成長することができる。
導入して酸素雰囲気中で化学量論的組成をたい積すれば
膜中に酸素を混合しながら膜を成長することができる。
また膜厚を厚くすることにより基板から離れた位置にお
ける配向性、結晶性が悪化してくることが考えられるが
、適当な膜厚の間隔で金属をたい積することにより良好
な配向ｊ生、結晶性を維持することかできる。
ける配向性、結晶性が悪化してくることが考えられるが
、適当な膜厚の間隔で金属をたい積することにより良好
な配向ｊ生、結晶性を維持することかできる。
金属酸化物超電導体の中で代表的な化合物としてＹＣｕ
ｚＢａ３０７−δをあげることができる。第２図にその
構造を示す。この構造では各金属元素がａ。
ｚＢａ３０７−δをあげることができる。第２図にその
構造を示す。この構造では各金属元素がａ。
ｂ面でそれぞれ層状に配置されている。そこで基板表面
に化合物を構成する金属を最初にたい積すれば層状構造
における一平面がまず規定されるため、その後化学量論
的組成でたい積すればａ軸が垂直に立った結晶を形成す
ることができる。
に化合物を構成する金属を最初にたい積すれば層状構造
における一平面がまず規定されるため、その後化学量論
的組成でたい積すればａ軸が垂直に立った結晶を形成す
ることができる。
ＹＣｕ２Ｂａａ０７−δの場合ａ軸、））軸の格子定数
は３．８ 人程度である。表１より比較的最短原子間距
離の大きなＹ、Ｂａといった希土類金属、アルカリ土類
金属を選ぶと、金属の最短原子間距離と成長する結晶の
格子定数の差が小さいことがわかる。このため結晶と金
属の整合性がよくなり、単結晶の成長に有利となる。
は３．８ 人程度である。表１より比較的最短原子間距
離の大きなＹ、Ｂａといった希土類金属、アルカリ土類
金属を選ぶと、金属の最短原子間距離と成長する結晶の
格子定数の差が小さいことがわかる。このため結晶と金
属の整合性がよくなり、単結晶の成長に有利となる。
表 １
単位：Ａ
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ここ
ではＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導薄膜について述べる。
ではＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超電導薄膜について述べる。
基板１には酸化マグネシウムＭｇＯを用い、まずアルカ
リ土類金属のＢａをたい積する。その後目的とする膜組
成になる様にＹ、Ｂａ。
リ土類金属のＢａをたい積する。その後目的とする膜組
成になる様にＹ、Ｂａ。
Ｃｕの蒸発量を調整して超電導膜をたい積する。
最後に必要ならば適当な熱処理を加える。本実施例によ
れば、結晶方位のそろった超電導薄膜を形成できる効果
かある。
れば、結晶方位のそろった超電導薄膜を形成できる効果
かある。
なお、第１図において、符号２は金属を示し、符号３は
金属酸化物を示す。
金属酸化物を示す。
本発明の他の実施例を第３図により説明する。
やはりＹ −Ｂ ａ −Ｃｕ −０系超電導薄膜につい
て述べる。基板１にはＹＳＺ （イツトリア安定化酸化
ジルコニウム）を用い、まず希土類金属のＹをスパッタ
リングによりたい積する。その後目的とする膜組成とな
る様なＹ、Ｂａ、Ｃｕの組成をもつターゲラｈを用いて
超電導膜をたい積する。最後に必要に応じて熱処理を加
える。本実施例によれば結晶方位のそろった厚い超電導
薄膜を形成できる効果がある。
て述べる。基板１にはＹＳＺ （イツトリア安定化酸化
ジルコニウム）を用い、まず希土類金属のＹをスパッタ
リングによりたい積する。その後目的とする膜組成とな
る様なＹ、Ｂａ、Ｃｕの組成をもつターゲラｈを用いて
超電導膜をたい積する。最後に必要に応じて熱処理を加
える。本実施例によれば結晶方位のそろった厚い超電導
薄膜を形成できる効果がある。
なお、第３図において、符号２，２１．２２は金属を示
し、符号３，３１．．３２は金属酸化物を示す。
し、符号３，３１．．３２は金属酸化物を示す。
」二部実施例では蒸着法、スパッタリング法を用いた例
を説明したが、これらを組合せて使用してもよい。基板
としてＭｇＯ，ＹＳＺだけでなくＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ
等の半導体やＡＱ２０３゜ＴｉＳｒ２０等の金属酸化物
も利用することができる。超電導物質の種類としてＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の他Ｌａ−８ｒ−Ｃｕ−０系、Ｌａ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系のような比較的イオン半径の大きなア
ルカリ土類金属、希土類全類とイオン半径の小さいＣｕ
、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｅ、Ｃｏ等を含む金属酸化物超
電導体にも本発明は適用することができる。
を説明したが、これらを組合せて使用してもよい。基板
としてＭｇＯ，ＹＳＺだけでなくＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ
等の半導体やＡＱ２０３゜ＴｉＳｒ２０等の金属酸化物
も利用することができる。超電導物質の種類としてＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の他Ｌａ−８ｒ−Ｃｕ−０系、Ｌａ−
Ｂａ−Ｃｕ−０系のような比較的イオン半径の大きなア
ルカリ土類金属、希土類全類とイオン半径の小さいＣｕ
、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｅ、Ｃｏ等を含む金属酸化物超
電導体にも本発明は適用することができる。
本発明によれば、超電導薄膜において配向性の強い結晶
あるいは単結晶を成長することができるので、臨界電流
密度を向」二できる効果がある。また結晶の配向性を制
御できることからこれを利用した電子デバイスの設計も
可能になる。
あるいは単結晶を成長することができるので、臨界電流
密度を向」二できる効果がある。また結晶の配向性を制
御できることからこれを利用した電子デバイスの設計も
可能になる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は典型
的な酸化物超電導体の構造を示す説明図、第３図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。
的な酸化物超電導体の構造を示す説明図、第３図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属酸化物超電導薄膜を形成するとき、基板に対し
てまず上記金属酸化物を構成する純金属のうちの一種あ
るいは複数種をたい積し、その後、ねらいとする金属酸
化物の化学量論的組成をたい積し、熱処理により金属酸
化物を形成することを特徴とする金属酸化物超電導薄膜
の形成方法。 ２、金属酸化物超電導薄膜の形成方法において、酸素を
含む雰囲気中で、加熱された基板に対してまず金属酸化
物を構成する純金属をたい積し、その後ねらいとする金
属酸化物の化学量論的組成に対応する組成をたい積する
ことを特徴とする金属酸化物超電導薄膜の形成方法。 ３、金属酸化物をたい積中、周期的に純金属をたい積す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属酸
化物超電導薄膜の形成方法。 ４、金属酸化物超電導薄膜をたい積中、周期的に純金属
をたい積することを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の金属酸化物超電導薄膜の形成方法。 ５、最初にたい積する金属がアルカリ土類金属あるいは
希土類金属あるいはこれらの合金よりなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の金属酸化物超電導薄膜
の形成方法。 ６、最初にたい積する金属がアルカリ土類金属あるいは
希土類金属あるいはこれらの合金よりなることを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載の金属酸化物超電導薄膜
の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039432A JPH01215968A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 金属酸化物超電導薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039432A JPH01215968A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 金属酸化物超電導薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01215968A true JPH01215968A (ja) | 1989-08-29 |
Family
ID=12552837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63039432A Pending JPH01215968A (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 金属酸化物超電導薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01215968A (ja) |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63039432A patent/JPH01215968A/ja active Pending
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