JPH01224219A - 超電導セラミック薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導セラミック薄膜の製造方法Info
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- JPH01224219A JPH01224219A JP63049411A JP4941188A JPH01224219A JP H01224219 A JPH01224219 A JP H01224219A JP 63049411 A JP63049411 A JP 63049411A JP 4941188 A JP4941188 A JP 4941188A JP H01224219 A JPH01224219 A JP H01224219A
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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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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超電導セラミックの薄膜製造方法、詳しくは
酸化物系セラミック超電導体Ｂａ２ＹＣｕ３Ｏ７−ｙの
薄膜製造方法、更にくＯＯｌ〉面配向を有する薄膜の製
造法に関するものである。
酸化物系セラミック超電導体Ｂａ２ＹＣｕ３Ｏ７−ｙの
薄膜製造方法、更にくＯＯｌ〉面配向を有する薄膜の製
造法に関するものである。
酸化物セラミック超電導体Ｂａ２ＹＣｕ３０ｔ−ｙは、
液体窒素、温度以上の臨界温度を持つ超電導体であり、
電力システム、新エネルギー開発、強磁界応用分野、セ
ンサー、エレクトロニクス等への応用が期待されている
。この超電導体をこれらの分野に応用するためには、超
電導特性を低下させずに任意の形状に加工製造する技術
及び、この超電導体は電導特性に異方性を有し、電流密
度を高めるために配向性を制御する技術が必要であり、
各種製造技術の検討がなされている。一般に線材化、テ
ープ化では粉末原料を出発原料とした固相反応法が利用
されているが、緻密な超電導体が得られにくく、また配
向性をもたせることが比較的困難であるため優れた超電
導特性を具備させ得ない。
液体窒素、温度以上の臨界温度を持つ超電導体であり、
電力システム、新エネルギー開発、強磁界応用分野、セ
ンサー、エレクトロニクス等への応用が期待されている
。この超電導体をこれらの分野に応用するためには、超
電導特性を低下させずに任意の形状に加工製造する技術
及び、この超電導体は電導特性に異方性を有し、電流密
度を高めるために配向性を制御する技術が必要であり、
各種製造技術の検討がなされている。一般に線材化、テ
ープ化では粉末原料を出発原料とした固相反応法が利用
されているが、緻密な超電導体が得られにくく、また配
向性をもたせることが比較的困難であるため優れた超電
導特性を具備させ得ない。
薄膜化では、スパッタ法、電子ビーム蒸着法などが利用
され、緻密で配向した膜が得られているが、これらの方
法では基体として単結晶を用いたエビタキシャル成長に
より配向性を制御するため、基体の形状や種類に制約が
あり、実用化が難かしいという問題があった。
され、緻密で配向した膜が得られているが、これらの方
法では基体として単結晶を用いたエビタキシャル成長に
より配向性を制御するため、基体の形状や種類に制約が
あり、実用化が難かしいという問題があった。
前記したように配向性を有する緻密な超電導セラミック
薄膜製造方法は、基体に単結晶を用いる必要があり、基
体の種類や形状に制約をうける。
薄膜製造方法は、基体に単結晶を用いる必要があり、基
体の種類や形状に制約をうける。
このため実用化に難点があった。本発明は基体の種類や
形状に関係なく、任意の基体に配向性を有する超電導セ
ラミックＢａｚＹＣｕ３（１＋−ｙ薄膜を生成させる薄
膜製造方法を提供することを目的としている。
形状に関係なく、任意の基体に配向性を有する超電導セ
ラミックＢａｚＹＣｕ３（１＋−ｙ薄膜を生成させる薄
膜製造方法を提供することを目的としている。
本発明はミ前述した問題点を解決するために、バリウム
、イットリウム及び銅を少くとも含む蒸発源の原料を用
いた化学気相析出法により、基体上に配向性を有する超
電導セラミックの薄膜を形成する手段を採用する。
− より具体的には、本発明の製造方法は、バリウム、イア
）リウム及び銅元素を含む物質を原料とし、これら３成
分を含む物質をそれらの元素を含む気体が得られる温度
まで加熱し、不活性ガスをキャリアガスとして、銅を含
むガス流、バリウムを含むガス流及びイットリウムを含
むガス流を、基体近傍あるいは基体上で混合、分解、重
合させる。上記キャリアガスとは別の径路で酸素ガスあ
るいは酸素を含むガスを反応容器内に導入する。
、イットリウム及び銅を少くとも含む蒸発源の原料を用
いた化学気相析出法により、基体上に配向性を有する超
電導セラミックの薄膜を形成する手段を採用する。
− より具体的には、本発明の製造方法は、バリウム、イア
）リウム及び銅元素を含む物質を原料とし、これら３成
分を含む物質をそれらの元素を含む気体が得られる温度
まで加熱し、不活性ガスをキャリアガスとして、銅を含
むガス流、バリウムを含むガス流及びイットリウムを含
むガス流を、基体近傍あるいは基体上で混合、分解、重
合させる。上記キャリアガスとは別の径路で酸素ガスあ
るいは酸素を含むガスを反応容器内に導入する。
基体は単結晶体あるいは多結晶体のどちらでもよい。し
かし、超電導体は室温以上の温度で合成され、液体窒素
温度付近もしくはそれ以下の低温で使われることから超
電導体の膜が基体から剥離することを防ぐため、超電導
体と同じか、近い熱膨張係数の基体が好ましくジルコニ
ア、マグネシア、アルミナ等がよい。上記基体は、反応
容器内又は反応容器の外部に置かれた加熱器、或いは高
周波加熱等の方法により、８００℃以上に加熱される。
かし、超電導体は室温以上の温度で合成され、液体窒素
温度付近もしくはそれ以下の低温で使われることから超
電導体の膜が基体から剥離することを防ぐため、超電導
体と同じか、近い熱膨張係数の基体が好ましくジルコニ
ア、マグネシア、アルミナ等がよい。上記基体は、反応
容器内又は反応容器の外部に置かれた加熱器、或いは高
周波加熱等の方法により、８００℃以上に加熱される。
より配向性の強い膜を形成するためには９００°Ｃ以上
の温度が好ましい。反応容器内の圧力は減圧で、原料ガ
スの分圧が膜を形成するのに十分な圧力であればよく、
１０Ｔｏｒｒ前後が好ましい。
の温度が好ましい。反応容器内の圧力は減圧で、原料ガ
スの分圧が膜を形成するのに十分な圧力であればよく、
１０Ｔｏｒｒ前後が好ましい。
超電導体の酸素量はｙ＝ｏ〜１の不定比を取ることが知
られており、他の方法により製造される超電導体と同様
に空気中あるいは酸素を含む雰囲気中での熱処理により
制御することができる。さらに酸素ガス導入量の調整に
よる反応容器内の酸素分圧制御によっても制御される。
られており、他の方法により製造される超電導体と同様
に空気中あるいは酸素を含む雰囲気中での熱処理により
制御することができる。さらに酸素ガス導入量の調整に
よる反応容器内の酸素分圧制御によっても制御される。
バリウム、イットリうム及び銅を含む蒸発源原料を使用
し、酸素ガスあるいは酸素を含むガス及び原料ガスを含
むキャリアガスの存在下で、化学気相析出法により超電
導セラミックの薄膜を基体上に析出させる本発明の方法
は、超電導体の酸素含有量を導入酸素分圧を調整するこ
とにより容易に調整でき、超電導体はその焼結体を製造
する温度よりも低温で、各種基体上に＜００１！＞の配
向性のある薄膜が合成され、さらに大型、大面積複雑形
状の基体の上に析出させることができる。
し、酸素ガスあるいは酸素を含むガス及び原料ガスを含
むキャリアガスの存在下で、化学気相析出法により超電
導セラミックの薄膜を基体上に析出させる本発明の方法
は、超電導体の酸素含有量を導入酸素分圧を調整するこ
とにより容易に調整でき、超電導体はその焼結体を製造
する温度よりも低温で、各種基体上に＜００１！＞の配
向性のある薄膜が合成され、さらに大型、大面積複雑形
状の基体の上に析出させることができる。
以下第１図〜第５図を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明における製造方法の１例である。イット
リウム、バリウム、銅のβ−ジケトン錯体を各々１，２
．３の原料容器内に入れ、ヒーター４により加熱する。
リウム、バリウム、銅のβ−ジケトン錯体を各々１，２
．３の原料容器内に入れ、ヒーター４により加熱する。
それぞれの加熱温度は１２０℃、２２０℃、１１５℃で
ある。各原料容器部１．２．３には不活性ガス導入口５
からキャリアガスとしてアルゴンガスがｌＱｄ／ｗｉｎ
で導入される。又酸素ガスは導入口６から反応容器内へ
１００ ｄ／１ｗ１ｎ導入される。
ある。各原料容器部１．２．３には不活性ガス導入口５
からキャリアガスとしてアルゴンガスがｌＱｄ／ｗｉｎ
で導入される。又酸素ガスは導入口６から反応容器内へ
１００ ｄ／１ｗ１ｎ導入される。
各組成元素を含むガス流は反応容器内７で各ガス流が反
応するのに十分なように混合される。混合ガスは混合部
の近傍の基体８上に導入される。
応するのに十分なように混合される。混合ガスは混合部
の近傍の基体８上に導入される。
本実施例では、基体はジルコニアである。基体８はヒー
ター９により・８００℃に加熱される。反応容器内は真
空ポンプ１０により減圧され、反応容器内の圧力は１０
Ｔｏｒｒである。以上のような条件により基板上に２時
間析出させた膜のＸ線回折パターンを第２図に示した。
ター９により・８００℃に加熱される。反応容器内は真
空ポンプ１０により減圧され、反応容器内の圧力は１０
Ｔｏｒｒである。以上のような条件により基板上に２時
間析出させた膜のＸ線回折パターンを第２図に示した。
第２図から本実施例の膜はＢａＹＣｕｚＯｔ−ｙであり
、＜ＱＱｌ＞面に強（配向している。
、＜ＱＱｌ＞面に強（配向している。
第２の実施例はアルゴンガス流量を５９−／鴻ｉｎ、基
体加熱温度９００℃、他の条件は第１の実施例と同様と
し基体にアルミナを用いた。膜のＸ線回折パターンを第
３図に示した。第３図からアルミナ基体においても〈０
０１〉面に強く配向した膜となっている。
体加熱温度９００℃、他の条件は第１の実施例と同様と
し基体にアルミナを用いた。膜のＸ線回折パターンを第
３図に示した。第３図からアルミナ基体においても〈０
０１〉面に強く配向した膜となっている。
第３の実施例は第２の実施例と同様の条件で、基体をサ
ファイアとした。膜のＸ線回折パターンを第４図に示し
た。第４図からサファイア基体においても＜００１＞面
に強く配向した膜となっている。
ファイアとした。膜のＸ線回折パターンを第４図に示し
た。第４図からサファイア基体においても＜００１＞面
に強く配向した膜となっている。
本発明により各種基体上に基体の形状に左右されず配向
性のある緻密な超電導セラミック膜を、焼結体を製造す
る温度より低温で容易にえられる。
性のある緻密な超電導セラミック膜を、焼結体を製造す
る温度より低温で容易にえられる。
第１図は、本発明の製造方法に使用可能な装宜の断面図
、第２図は第１の実施例による膜のＸ線回折パターン図
、第３図は第２の実施例による膜のＸ線回折パターン図
、第４図は第３の実施例による膜のＸ線回折パターン図
である。 １．２．３−−−−−一原料容器 ４−・・−−−−−−−一−−−−−−−−−−原料加
熱ヒーター５・・−一−−−−−−−−・・−−−−−
−一−−不活性ガス導入口６−・・−・−−−−−一一
一−・−・−−−ｍ−酸素ガス導入ロアー・−−−−−
−−−−・−・−・・−−−一一一反応容器内８−・・
・−・−−−−−−−一−−−−−−−−・基体９−・
・・・−−−−−−−−・・・・−・−基体加熱ヒータ
ー１０−・・−−−−−−−一−−−・−−−−−−−
一真空ポンプ代理人 弁理士 桑 原 英 明
、第２図は第１の実施例による膜のＸ線回折パターン図
、第３図は第２の実施例による膜のＸ線回折パターン図
、第４図は第３の実施例による膜のＸ線回折パターン図
である。 １．２．３−−−−−一原料容器 ４−・・−−−−−−−一−−−−−−−−−−原料加
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・・・−−−−−−−−・・・・−・−基体加熱ヒータ
ー１０−・・−−−−−−−一−−−・−−−−−−−
一真空ポンプ代理人 弁理士 桑 原 英 明
Claims (4)
- （１）バリウム、イットリウム及び銅を少くとも含む蒸
発源原料を用い化学気相析出法により薄膜を製造する方
法において、８００℃以上の温度で、基体上にＢａ＿２
ＹＣｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｙなる超電導セラミックの配向
性薄膜を形成させることを特徴とする薄膜製造方法。 - （２）＜００１＞方向に配向した薄膜である請求項１記
載の薄膜製造方法。 - （３）基体が多結晶体である請求項１記載の薄膜製造方
法。 - （４）基体が単結晶体である請求項１記載の薄膜製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63049411A JPH01224219A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | 超電導セラミック薄膜の製造方法 |
| EP89102584A EP0329103B2 (en) | 1988-02-17 | 1989-02-15 | Process for manufacturing thin film of high-Tc superconducting oxide |
| DE68922919T DE68922919T3 (de) | 1988-02-17 | 1989-02-15 | Verfahren zur Herstellung von dünnen Schichten aus Hochtemperatur-Supraleiteroxyd. |
| KR1019890001756A KR890013815A (ko) | 1988-02-17 | 1989-02-16 | 큐리 온도가 높은 초전도성 산화물의 박막을 제조하는 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63049411A JPH01224219A (ja) | 1988-03-02 | 1988-03-02 | 超電導セラミック薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01224219A true JPH01224219A (ja) | 1989-09-07 |
Family
ID=12830314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63049411A Pending JPH01224219A (ja) | 1988-02-17 | 1988-03-02 | 超電導セラミック薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01224219A (ja) |
-
1988
- 1988-03-02 JP JP63049411A patent/JPH01224219A/ja active Pending
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