JPH01270518A - 超伝導体厚膜およびその製造方法 - 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、超伝導体酸化物を利用するセラミック厚膜印
刷体の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来より超伝導材料としてＰｂ、Ｎｂ、Ｎｂ３Ｇｅ等の
単体金属、合金、金属間化合物が知られている。これら
の材料は主に薄膜化、綿材化を行い加工することによっ
てその超伝導性を応用したデバイスが作成されてきた。

これらの材料の超伝導転移温度ばずべで２３．２に以下
であったため液体ヘリウムによる冷却が必要であった。

このため、超伝導体を応用したデバイスは限られたもの
しか適用されていなかった。近年、Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−
０系のうち（Ｌａ１−ｘＢａｘ）２ＣｕＯ４で０．０７
５≦Ｘ≦０．１の組成のものがＴｃが３０Ｋに、Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０系のうちＹＢａ２Ｃｕ３０ｙの組成のもの
のＴｃが９０に前後をもつと相次いで報告されている。

さらにこのＹＢａ２Ｃｕ３ｙのＹの位置を他の希土類元
素のうちランタン、ネオジウム、ザマリウム、ユーロピ
ウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホロミウム、エ
ルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ツリウムに置き
換えても、またこれらの元素が２種類以上混合されてい
ても、はぼ同じ９０に程度のＴｃをもつことも報告され
ている。さらに、近年になりＢ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０系でＴｃが１１０にと８０にの２種類の物質があると
報告されている。これらのＢ１−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
系、希土類−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導体のＴｃは液体
窒素の沸点（７７Ｋ）よりも高くなったことにより、実
用月料としての基体が大きくなってきている。

この液体窒素の沸点以上で超伝導を示す一連の酸化物の
発見によって冷却装置が小型で簡便なもので済むように
なるため、従来は用いられなかった低価格の超伝導を利
用したデバイスが作成される可能性が出てきた。そのた
め大型で効果な設備が必要どされる薄膜や線材よりも安
価な設備で可能な印刷技術を利用した厚膜が安価な超伝
導デバイスへ応用されることが期待される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、希土類−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導旧刊
（Ｊ空気中の水分と容易に反応し分解する、また酸素欠
損量の大きさによって超伝導転移温度が変化する等実用
Ａ’Ａオー１に供するには多くの問題点があった。−・
方、Ｂ１−８ｒ−Ｃａ−ＣｕＯ系の酸化物を厚膜印刷で
配線パターンや５ＱＵＩＤ等のデバイスを作成する試み
は幸艮告されていない。

本発明は超伝導転移温度が液体窒素の沸点以上であるス
クリーン印刷法により形成された超伝導体厚膜のうち、
空気中に水分と容易に反応し分解する、酸素欠損量によ
り超伝導転移ｌ）荒皮が変化するといった問題を解決す
る超伝導体厚膜及びその製造方法を提供することにある
。

（課題を解決するだめの手段） 本発明はビスマスーストロンチ・りｊ＼−カルシウム−
銅系の酸化物を有機ビヒクルとともに混練することによ
りペース［・を作成し、これをアルミナ、酸化マグネシ
ウム、部分安定イヒジルコエア基板上にスクリーン印刷
法により超伝導体厚膜を形成し、８３００Ｃから９１０
０Ｃの温度にて焼成する超伝導体厚膜とその製造方法で
ある。

（実施例） 以下、本発明を実施例を実施例によりさらに詳細に説明
する。

本発明−において、超伝導体ペーストは以下により作成
した。出発原料として純度９９．９％以上の酸化ビスマ
ス（Ｂ１２０３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯａ）
、炭酸カルシウム（ＣａＣＯａ）、酸化第二銅（Ｃｕｂ
）を使用し、配合比がモル比で１：１：１：２となるよ
うに秤量した。これらをボールミルを用いて湿式混合し
た後、空気中７８０℃から８３０℃の温度で仮焼し、再
びボールミルにて再粉砕を行った粉を有機バインダーと
ともに有機溶媒で混練しペースト化した。

ベーストの作成においてはバインダーどしてエチルセル
ロース系のバインターと有機溶媒としてテルピネオール
をそれぞれ適量加え、混線し、ペースト化した。得られ
たペーストをスクリーンを用いてアルミナ、酸化マグネ
シウム、イツトリア安定化ジルコニア基板上に印刷を行
った。次に基板上の印刷体を酸化性もしくは中性雰囲気
で脱バインターを行い、さらに８３０℃１８５０℃１８
９０℃１９００℃１９２０℃１９５０℃にて焼成する調
度から室温までの降温速度を１時間光たり１００℃以下
となるようにコントロールした。ここで焼成時間は５〜
６０分の範囲で行った。

こ□のようにして作成し／こ超伝導体厚膜の電気的特性
を測定した結果、実施例の範囲ではおよそ８０にで超伝
導体状態に転移し、電気抵抗が０となるものがあった。

本実施例において作成した超伝導体厚膜の超伝導転移温
度（０抵抗開始温度）の結果を第１−表にまとめる。

焼成温度９２０℃より高い焼成温度では印刷体は緑黄色
に変質してしまい絶縁体となってしまった。

これを粉末Ｘ線回折法を用いて同定した結果、Ｂｉ２Ｏ
３に変質していることが分かった。さらに８３０℃の焼
成では印刷体が基板から剥離してしまっ／ご。

（発明の効果） 実施例からも明らかなように、本発明の超伝導体厚膜は
８０Ｋ（−ｊ近で電気抵抗が０となる。本発明によれば
従来用いられていた超伝導体薄膜に比べて安価にデバイ
スを作成することができ、ジョセフソン素子や超伝導ト
ランジスタや超伝導配線のＬＳＩ等を実装することがで
きる配線基板や５ＱＵＩＤ応用が期待されるものである
。

第１表 喝＋− （７１・

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビスマス−ストロンチウム−カルシウム−銅系の
   酸化物からなる超伝導体厚膜であって、アルミナ、もし
   くは酸化マグネシウム、もしくは部分安定化ジルコニア
   基板上に形成されたことを特徴とする超伝導体厚膜。
2. （２）ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅のモ
   ル比が１：１：１：２である混合粉もしくは仮焼粉を有
   機ビヒクルと混練し、アルミナもしくは酸化マグネシウ
   ムもしくは部分安定化ジルコニア基板の上にスクリーン
   印刷法を用いて所望の形状に印刷した後、８５０℃以上
   ９２０℃以下の温度で焼成することを特徴とする超伝導
   体厚膜の製造方法。