JPH0195414A - 超電導薄膜の作製方法 - Google Patents
超電導薄膜の作製方法Info
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- JPH0195414A JPH0195414A JP62253187A JP25318787A JPH0195414A JP H0195414 A JPH0195414 A JP H0195414A JP 62253187 A JP62253187 A JP 62253187A JP 25318787 A JP25318787 A JP 25318787A JP H0195414 A JPH0195414 A JP H0195414A
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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製造方法に関する。より詳細には
、高い超電導臨界温度および臨界電流を有し、優れた超
電導特性を持つ超電導薄膜の作製方法に関する。
、高い超電導臨界温度および臨界電流を有し、優れた超
電導特性を持つ超電導薄膜の作製方法に関する。
従来の技術
電子の相転移であるといわれる超電導現象は、特定の条
件下で導体の電気抵抗が零の状態となり完全な反磁性を
示す現象である。
件下で導体の電気抵抗が零の状態となり完全な反磁性を
示す現象である。
エレクトロニクスの分野では各種の超電導素子が知られ
ている。代表的なものとしては、超電導材料どうしを弱
く接合した場合に、印加電流によって量子効果が巨視的
に現れるジョセフソン効果を利用した素子が挙げられる
。
ている。代表的なものとしては、超電導材料どうしを弱
く接合した場合に、印加電流によって量子効果が巨視的
に現れるジョセフソン効果を利用した素子が挙げられる
。
トンネル接合型ジョセフソン素子は、超電導材料のエネ
ルギーギャップが小さいことから、極めて高速な低電力
消費のスイッチング素子として期待されている。また、
電磁波や磁場に対するジョセフソン効果が正確な量子現
象として現れることから、ジョセフソン素子を磁場、マ
イクロ波、放射線等の超高感度センサとして利用するこ
とも期待されている。さらに、電子回路の集積度が高く
なるにつれて単位面積当たりの消費電力が冷却能力の限
界に達する。そこで超高速計算機には超電導素子の開発
が要望されている。
ルギーギャップが小さいことから、極めて高速な低電力
消費のスイッチング素子として期待されている。また、
電磁波や磁場に対するジョセフソン効果が正確な量子現
象として現れることから、ジョセフソン素子を磁場、マ
イクロ波、放射線等の超高感度センサとして利用するこ
とも期待されている。さらに、電子回路の集積度が高く
なるにつれて単位面積当たりの消費電力が冷却能力の限
界に達する。そこで超高速計算機には超電導素子の開発
が要望されている。
一方、様々な努力にもかかわらず、超電導材料の超電導
臨界温度Ｔｃは長期間に亘ってＮｂ３Ｇｅの２３Ｋを越
えることができなかったが、昨年未来、［Ｌａ、 Ｂａ
） ２［：ｕ０４または［Ｌａ、 Ｓｒ］ ２ＣＬＩ０
４等の酸化物の焼結材が高いＴｃをもつ超電導材料とし
て発見され、非低温超電導を実現する可能性が大きく高
まっている。これらの物質では、３０乃至５０にという
従来に比べて飛躍的に高いＴｃが観測され、７０に以上
のＴｃも観測されている。
臨界温度Ｔｃは長期間に亘ってＮｂ３Ｇｅの２３Ｋを越
えることができなかったが、昨年未来、［Ｌａ、 Ｂａ
） ２［：ｕ０４または［Ｌａ、 Ｓｒ］ ２ＣＬＩ０
４等の酸化物の焼結材が高いＴｃをもつ超電導材料とし
て発見され、非低温超電導を実現する可能性が大きく高
まっている。これらの物質では、３０乃至５０にという
従来に比べて飛躍的に高いＴｃが観測され、７０に以上
のＴｃも観測されている。
また、ＹＢＣＯと称されるＹ１８ａ２Ｃｕ３ Ｃ）ｖ−
Ｘで表される複合酸化物は、１００に級の超電導体であ
ることが発表されている。これら複合酸化物超電導体の
超電導特性には、結晶中の酸素欠陥が大きな役割を果た
している。すなわち、結晶中の酸素欠陥が適正でないと
、ＴＣは低く、また、オンセット温度と抵抗が完全に０
となる温度との差も大きくなる。
Ｘで表される複合酸化物は、１００に級の超電導体であ
ることが発表されている。これら複合酸化物超電導体の
超電導特性には、結晶中の酸素欠陥が大きな役割を果た
している。すなわち、結晶中の酸素欠陥が適正でないと
、ＴＣは低く、また、オンセット温度と抵抗が完全に０
となる温度との差も大きくなる。
発明が解決しようとする問題点
従来、上記複合酸化物超電導体薄膜を作製する際には、
焼結等で生成した酸化物を蒸着源として物理蒸着を行っ
ていた。
焼結等で生成した酸化物を蒸着源として物理蒸着を行っ
ていた。
しかしながら、上記の複合酸化物焼結体を蒸発源として
、真空蒸着により複合酸化物超電導薄膜を作製しようと
すると、焼結体から発生するガスのため真空度が上げら
れず、得られる薄膜は緻密ではなく、また、ガス中の不
純物も取り込まれるため特性が悪かった。
、真空蒸着により複合酸化物超電導薄膜を作製しようと
すると、焼結体から発生するガスのため真空度が上げら
れず、得られる薄膜は緻密ではなく、また、ガス中の不
純物も取り込まれるため特性が悪かった。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、高い臨界温度Ｔｃを始めとする優れた超電導緒特性
を安定的に有し、均一な組成および組織の複合酸化物超
電導材料の薄膜を作製する方法を提供することにある。
し、高い臨界温度Ｔｃを始めとする優れた超電導緒特性
を安定的に有し、均一な組成および組織の複合酸化物超
電導材料の薄膜を作製する方法を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明に従うと、周期律表［ａ族元素から選択された少
なくとも１種の元素α、周期律表■ａ族元素から選択さ
れた少なくとも１種の元素βおよび周期律表Ｉｂ、ＩＩ
ｂ、ＩＩ［ｂ、Ｎａｓ■ａ族元素から選択された少なく
とも１種の元素Ｔを含有する複合酸化物超電導体薄膜を
作製する方法において、上記元素α、βおよびＴを含有
する焼結体酸化物を溶融し、冷却固化して作製した蒸発
源を用い、真空蒸着法により成膜することを特徴とする
超電導薄膜の作製方法が提供される。
なくとも１種の元素α、周期律表■ａ族元素から選択さ
れた少なくとも１種の元素βおよび周期律表Ｉｂ、ＩＩ
ｂ、ＩＩ［ｂ、Ｎａｓ■ａ族元素から選択された少なく
とも１種の元素Ｔを含有する複合酸化物超電導体薄膜を
作製する方法において、上記元素α、βおよびＴを含有
する焼結体酸化物を溶融し、冷却固化して作製した蒸発
源を用い、真空蒸着法により成膜することを特徴とする
超電導薄膜の作製方法が提供される。
本発明の方法で作製される複合酸化物超電導薄膜は、下
記一般式： ％式％） （但し、αは周期律表１ａ族に含まれる元素であり、β
は周期律表［Ｌａ族に含まれる元素であり、γは周期律
表Ｉｂ、ＩＩｂ、Ｉ［Ｉｂ、ｒＶａおよび■ａ族から選
択される少なくとも一つの元素であり、Ｘ５ＶＮ ｚは
それぞれ０．１≦ｘ≦０．９．０．４≦ｙ≦３．０．１
≦Ｚ≦５を満たす数である） で示される複合酸化物で構成されることが好ましい。こ
れらの複合酸化物はペロブスカイト型または擬似ペロブ
スカイト型酸化物を主体としたものと考えられる。
記一般式： ％式％） （但し、αは周期律表１ａ族に含まれる元素であり、β
は周期律表［Ｌａ族に含まれる元素であり、γは周期律
表Ｉｂ、ＩＩｂ、Ｉ［Ｉｂ、ｒＶａおよび■ａ族から選
択される少なくとも一つの元素であり、Ｘ５ＶＮ ｚは
それぞれ０．１≦ｘ≦０．９．０．４≦ｙ≦３．０．１
≦Ｚ≦５を満たす数である） で示される複合酸化物で構成されることが好ましい。こ
れらの複合酸化物はペロブスカイト型または擬似ペロブ
スカイト型酸化物を主体としたものと考えられる。
上記周期律表Ｉｌａ族元素αとしては、Ｂａ５Ｓｒ、Ｃ
ａ５Ｍｇ５Ｂｅ等が好ましく、例えば、Ｂａ５Ｓｒを挙
げることができ、この元素αの１０〜８０％をＭＬＣａ
。
ａ５Ｍｇ５Ｂｅ等が好ましく、例えば、Ｂａ５Ｓｒを挙
げることができ、この元素αの１０〜８０％をＭＬＣａ
。
Ｓｒから選択された１種または２種の元素で置換するこ
ともできる。また上記周期律表■ａ族元素βはとしては
、Ｙ、 Ｌａ５ＳｃＳＣｅ、 Ｇｄ、 Ｈｏ、ＢｒＳＴ
ｍ。
ともできる。また上記周期律表■ａ族元素βはとしては
、Ｙ、 Ｌａ５ＳｃＳＣｅ、 Ｇｄ、 Ｈｏ、ＢｒＳＴ
ｍ。
Ｙｂ、 Ｌｕ等が好ましく、例えばＹＳＬａ、 Ｈｏと
することができ、この元素βのうち、１０〜８０％をＳ
ｃまたはＬａ以外のランタノイド元素から選択された１
種または２種の元素で置換することもできる。前記元素
Ｔは一般にＣｕであるが、その一部を周期律表Ｉｂ、［
ｂ、ＩＩ［ｂ、 Ｎａおよび■ａ族から選択される他の
元素、例えば、Ｔｉ、 Ｖ等で置換することもできる。
することができ、この元素βのうち、１０〜８０％をＳ
ｃまたはＬａ以外のランタノイド元素から選択された１
種または２種の元素で置換することもできる。前記元素
Ｔは一般にＣｕであるが、その一部を周期律表Ｉｂ、［
ｂ、ＩＩ［ｂ、 Ｎａおよび■ａ族から選択される他の
元素、例えば、Ｔｉ、 Ｖ等で置換することもできる。
本発明の態様では、上記焼結体酸化物を酸素含有雰囲気
中で溶融し、冷却固化して蒸発源を作製することが好ま
しく、その際、冷却速度は１０℃／分以下であることが
好ましい。
中で溶融し、冷却固化して蒸発源を作製することが好ま
しく、その際、冷却速度は１０℃／分以下であることが
好ましい。
また、上記真空蒸着は、５ Ｘ １Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下
の圧力で、電子ビームガンを用い、基板を１５０〜１０
００℃に加熱しながら行うことが好ましい。
の圧力で、電子ビームガンを用い、基板を１５０〜１０
００℃に加熱しながら行うことが好ましい。
本発明の態様に従うと、上記の複合酸化物超電導薄膜を
形成する基板としては、？、Ｉｇｏ単結晶、ＳｒＴｉＯ
３単結晶または１ｒＯ２単結晶が好ましく、特に、Ｍｇ
Ｏ単結晶または５ｒＴｉＣｈ単結晶基板の成膜面を、（
００１）面または（０１１）面とすることが好ましい。
形成する基板としては、？、Ｉｇｏ単結晶、ＳｒＴｉＯ
３単結晶または１ｒＯ２単結晶が好ましく、特に、Ｍｇ
Ｏ単結晶または５ｒＴｉＣｈ単結晶基板の成膜面を、（
００１）面または（０１１）面とすることが好ましい。
さらに、本発明の態様では、成膜後薄膜を酸素分圧１〜
１０気圧の酸素含有雰囲気で５００〜１０００℃に加熱
し、２０℃／分以下の冷却速度で冷却するか、または０
．１〜５Ｔｏｒｒの圧力のもとて酸素プラズマに曝すプ
ラズマ酸化のいずれかのアニールを行うことが好ましい
。
１０気圧の酸素含有雰囲気で５００〜１０００℃に加熱
し、２０℃／分以下の冷却速度で冷却するか、または０
．１〜５Ｔｏｒｒの圧力のもとて酸素プラズマに曝すプ
ラズマ酸化のいずれかのアニールを行うことが好ましい
。
作用
本発明の超電導薄膜の作製方法は、焼結で作製した複合
酸化物を酸素含有雰囲気中で加熱溶融し、１０℃／分以
下の冷却速度で徐冷することで作製した蒸発源を用いて
、真空蒸着により成膜するところにその主要な特徴があ
る。
酸化物を酸素含有雰囲気中で加熱溶融し、１０℃／分以
下の冷却速度で徐冷することで作製した蒸発源を用いて
、真空蒸着により成膜するところにその主要な特徴があ
る。
すなわち、ＹＢＣＯと称されるＹ１Ｂａ２Ｃｕａ ０７
−Ｘで代表される複合酸化物超電導体の薄膜を真空蒸着
で作製するのに、従来はＹ、ＢａおよびＣｕの酸化物等
の化合物の粉末を焼結して蒸発源を作製していた。しか
しながら、上記の焼結体は、中にガスを含むため、蒸発
源として使用すると、ガスを発生する。従って、真空蒸
着時の真空度は１０−５Ｔｏｒｒのオーダーにしかなら
なかった。
−Ｘで代表される複合酸化物超電導体の薄膜を真空蒸着
で作製するのに、従来はＹ、ＢａおよびＣｕの酸化物等
の化合物の粉末を焼結して蒸発源を作製していた。しか
しながら、上記の焼結体は、中にガスを含むため、蒸発
源として使用すると、ガスを発生する。従って、真空蒸
着時の真空度は１０−５Ｔｏｒｒのオーダーにしかなら
なかった。
真空蒸着により、上記の薄膜を作製する場合、真空度が
高いほど薄膜の組織は緻密になり、特性も優れたものに
なる。特に、上記の複合酸化物超電導薄膜を真空蒸着で
作製するには、真空度が５ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ以下
となることが好ましい。しかしながら、従来は、焼結体
を蒸着源として用いていたので上記のように真空度が上
がらなかった。
高いほど薄膜の組織は緻密になり、特性も優れたものに
なる。特に、上記の複合酸化物超電導薄膜を真空蒸着で
作製するには、真空度が５ Ｘ １０−５Ｔｏｒｒ以下
となることが好ましい。しかしながら、従来は、焼結体
を蒸着源として用いていたので上記のように真空度が上
がらなかった。
本発明の方法で用いる蒸着源は、焼結体を酸素含有雰囲
気中で溶融して、さらに徐冷して作製する。焼結体が吸
着していた気体は、溶融時に放出されるので、上記のよ
うに作製した蒸発源から蒸着時に発生するガスの量は大
幅に減少する。従って、本発明の方法では、望ましい５
Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒ以下の圧力での真空蒸着が可能に
なる。
気中で溶融して、さらに徐冷して作製する。焼結体が吸
着していた気体は、溶融時に放出されるので、上記のよ
うに作製した蒸発源から蒸着時に発生するガスの量は大
幅に減少する。従って、本発明の方法では、望ましい５
Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒ以下の圧力での真空蒸着が可能に
なる。
本発明の方法で用いる蒸発源は、従来蒸発源として用い
ていた焼結体を溶融して作製してもよいが、焼結体の蒸
発源と溶融して作製した蒸発源では、多少蒸着特性等が
異なるため、薄膜の組成、結晶構造等が所望のものとな
るよう溶融する焼結体の組成を調整し、作製することが
好ましい。
ていた焼結体を溶融して作製してもよいが、焼結体の蒸
発源と溶融して作製した蒸発源では、多少蒸着特性等が
異なるため、薄膜の組成、結晶構造等が所望のものとな
るよう溶融する焼結体の組成を調整し、作製することが
好ましい。
上記のように組成を調整し、焼結した焼結体を酸素雰囲
気中で溶融し、組織が均一になるまで放置する。その後
冷却して固化させるが、その際冷却速度は、１０℃／分
以下であることが好ましい。
気中で溶融し、組織が均一になるまで放置する。その後
冷却して固化させるが、その際冷却速度は、１０℃／分
以下であることが好ましい。
この理由は、上記の複合酸化物は、溶融状態から冷却、
固化していく過程で酸素を取り込む。従って、冷却速度
が大きすぎると酸素の取り込み量が少なく、酸素不足の
酸化物となり、蒸発源として用いたとき得られる薄膜の
特性が大幅に低下するからである。
固化していく過程で酸素を取り込む。従って、冷却速度
が大きすぎると酸素の取り込み量が少なく、酸素不足の
酸化物となり、蒸発源として用いたとき得られる薄膜の
特性が大幅に低下するからである。
本発明の方法では、上記の蒸発源を用いて真空蒸着を行
うが、真空蒸着時には基板温度を１５０〜１０００℃に
加熱することが好ましい。基板温度が１５０℃未満の場
合、複合酸化物の結晶性が悪くアモルファス状になり、
超電導薄膜は得られない。
うが、真空蒸着時には基板温度を１５０〜１０００℃に
加熱することが好ましい。基板温度が１５０℃未満の場
合、複合酸化物の結晶性が悪くアモルファス状になり、
超電導薄膜は得られない。
また、基板温度が１０００℃を超えると、結晶構造が変
わってしまい、上記の複合酸化物は超電導体とはならな
い。
わってしまい、上記の複合酸化物は超電導体とはならな
い。
また、本発明の好ましい態様に従うと、蒸着時に蒸発源
を電子ビームガンで加熱する。電子ビームガンで加熱す
ると、他の方法で加熱するよりも、蒸発源気体のエネル
ギー状態が好ましくなり、結晶性よく成膜する。
を電子ビームガンで加熱する。電子ビームガンで加熱す
ると、他の方法で加熱するよりも、蒸発源気体のエネル
ギー状態が好ましくなり、結晶性よく成膜する。
本発明の態様に従うと、上記の複合酸化物超電導薄膜を
形成する基板としては、ＭｇＯ単結晶、５ｒＴｉＣｈ単
結晶またはＺｒＯ□単結晶基板が好ましい。
形成する基板としては、ＭｇＯ単結晶、５ｒＴｉＣｈ単
結晶またはＺｒＯ□単結晶基板が好ましい。
特に、！、１ｇｏ単結晶基板または５ｒＴｔ０３単結晶
基板の（００１）面または（０１１）面を成膜面として
用いることが好ましい。
基板の（００１）面または（０１１）面を成膜面として
用いることが好ましい。
本発明の複合酸化物超電導体は、その電気抵抗に結晶異
方性を有する。すなわち、結晶のＣ軸およびｂ軸で決定
される面に平行な方向に電流が流れ易い。上記の基板の
上記成膜面上に形成された複合酸化物超電導薄膜は、そ
の結晶のＣ軸が基板成膜面に対し垂直または垂直に近い
角度となるため、特に臨界電流密度Ｊｃが大きくなる。
方性を有する。すなわち、結晶のＣ軸およびｂ軸で決定
される面に平行な方向に電流が流れ易い。上記の基板の
上記成膜面上に形成された複合酸化物超電導薄膜は、そ
の結晶のＣ軸が基板成膜面に対し垂直または垂直に近い
角度となるため、特に臨界電流密度Ｊｃが大きくなる。
従って、ＭｇＯ単結晶基板またはＳｒＴｉＯ３単結晶基
板の（００１）面を成膜面として用いることが好ましい
。また、（０１１）面を用いてＣ軸を基板と平行にし、
Ｃ軸と垂直な方向を特定して用いることもできる。さら
に、ＭｇＯ１ＳｒＴｉＯｓは、熱膨張率が上記の複合酸
化物超電導体と近いため、加熱、冷却の過程で薄膜に不
必要な応力を加えることがなく、薄膜を破損する恐れも
ない。
板の（００１）面を成膜面として用いることが好ましい
。また、（０１１）面を用いてＣ軸を基板と平行にし、
Ｃ軸と垂直な方向を特定して用いることもできる。さら
に、ＭｇＯ１ＳｒＴｉＯｓは、熱膨張率が上記の複合酸
化物超電導体と近いため、加熱、冷却の過程で薄膜に不
必要な応力を加えることがなく、薄膜を破損する恐れも
ない。
本発明の態様に従うと、成膜後の薄膜を酸素分圧１〜１
０気圧の酸素含有雰囲気中で５００〜１０００℃に加熱
、２０℃／分以下の冷却速度で冷却する熱処理を施すか
、あるいは０．１〜５ Ｔｏｒｒの圧力下で酸素プラズ
マに曝すプラズマ酸化処理を行うことが好ましい。この
処理は、上記の複合酸化物中の酸素欠陥を調整するもの
で、このいずれかの処理を経ない薄膜の超電導特性は悪
く、超電導性を示さない場合もある。従って、上記の熱
処理またはプラズマ酸化処理を行うことが好ましい。
０気圧の酸素含有雰囲気中で５００〜１０００℃に加熱
、２０℃／分以下の冷却速度で冷却する熱処理を施すか
、あるいは０．１〜５ Ｔｏｒｒの圧力下で酸素プラズ
マに曝すプラズマ酸化処理を行うことが好ましい。この
処理は、上記の複合酸化物中の酸素欠陥を調整するもの
で、このいずれかの処理を経ない薄膜の超電導特性は悪
く、超電導性を示さない場合もある。従って、上記の熱
処理またはプラズマ酸化処理を行うことが好ましい。
実施例
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明の技術
的範囲は、以下の開示に何隻制限されるものではないこ
とは勿論である。
的範囲は、以下の開示に何隻制限されるものではないこ
とは勿論である。
本発明の方法により、超電導薄膜を作製した。
蒸発源は、Ｙ２Ｏ３、［３ａＣＯｓをＹ、Ｂａのモル比
１：２で混合し、ＣｕＯをＹＳＢａ、［：ｕのモル比が
１：２：３となる量よりも１０重量％過剰に混合し、９
５０℃で焼結して得たＹ ｒ Ｂａ２ＣＬＩｓ Ｏ、−
８焼結体を溶融して作製した。溶融は、白金るつぼを用
い、酸素分圧１気圧の酸素雲囲気中で、１４００℃で１
０時間溶解した後、４℃／分で徐冷、固化させた。
１：２で混合し、ＣｕＯをＹＳＢａ、［：ｕのモル比が
１：２：３となる量よりも１０重量％過剰に混合し、９
５０℃で焼結して得たＹ ｒ Ｂａ２ＣＬＩｓ Ｏ、−
８焼結体を溶融して作製した。溶融は、白金るつぼを用
い、酸素分圧１気圧の酸素雲囲気中で、１４００℃で１
０時間溶解した後、４℃／分で徐冷、固化させた。
上記のように作製した蒸着源を用いて、真空蒸着を行い
、超電導薄膜を作製した。尚、比較のため、上記の焼結
体をそのまま蒸発源として用いる従来の方法でも超電導
薄膜を作製した。
、超電導薄膜を作製した。尚、比較のため、上記の焼結
体をそのまま蒸発源として用いる従来の方法でも超電導
薄膜を作製した。
成膜条件を以下に示す。
電子ビームガン加速電圧 ４ｋＶ
電 流 ５ｍＡ
基 板 ＭｇＯ単結晶（１００）面長板温度
８００℃本発明の蒸発源を用いた場
合、真空度Ｉ Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒで蒸着することが可
能であったが、従来の焼結体の蒸着源を用いた場合は、
ｌ Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒまでしか真空度は上がらなかっ
た。また、成膜時間は１８０分で、得られた薄膜の膜厚
は約０．２μｍであった。
８００℃本発明の蒸発源を用いた場
合、真空度Ｉ Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒで蒸着することが可
能であったが、従来の焼結体の蒸着源を用いた場合は、
ｌ Ｘｌ０−５Ｔｏｒｒまでしか真空度は上がらなかっ
た。また、成膜時間は１８０分で、得られた薄膜の膜厚
は約０．２μｍであった。
次いで、それぞれの薄膜を１気圧の０□中で９００℃、
２時間加熱した後、４℃／分の冷却速度で徐冷した。
２時間加熱した後、４℃／分の冷却速度で徐冷した。
得られたそれぞれの超電導薄膜の主な超電導特性を以下
に示す。
に示す。
本発明 従来例
臨界温度 ８０６０
Ｔｃ （Ｋ）
上記のように本発明の方法により作製された超電導薄膜
は、従来のものより良好な超電導特性を示す。これは、
本発明の蒸発源を用いることにより、Ｉ Ｘｌ０−５Ｔ
ｏｒｒと従来より１桁低い圧力で真空蒸着が可能になっ
たためだと考えられる。
は、従来のものより良好な超電導特性を示す。これは、
本発明の蒸発源を用いることにより、Ｉ Ｘｌ０−５Ｔ
ｏｒｒと従来より１桁低い圧力で真空蒸着が可能になっ
たためだと考えられる。
発明の効果
以上詳述のように、本発明の方法によって得られた超電
導薄膜は、従来の方法で作製されたものに較べ、高いＴ
ｃＸＪｃを示す。
導薄膜は、従来の方法で作製されたものに較べ、高いＴ
ｃＸＪｃを示す。
これは、本発明の方法では、焼結体酸化物を酸素中で溶
融して作製した蒸発源を用いて真空蒸着を行うため、従
来よりも１桁真空度が向上したためである。
融して作製した蒸発源を用いて真空蒸着を行うため、従
来よりも１桁真空度が向上したためである。
また、本発明の方法に従えば、従来よりも不純物が少な
い超電導薄膜が得られるため、より安定に高性能な超電
導薄膜を供給することが可能となる。
い超電導薄膜が得られるため、より安定に高性能な超電
導薄膜を供給することが可能となる。
特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (25)
- （１）周期律表IIａ族元素から選択された少なくとも１
種の元素α、周期律表IIIａ族元素から選択された少な
くとも１種の元素βおよび周期律表 I ｂ、IIｂ、IIIｂ
、IVａ、VIIIａ族元素から選択された少なくとも１種の
元素γを含有する複合酸化物超電導体薄膜を作製する方
法において、上記元素α、βおよびγを含有する焼結体
酸化物を溶融し、冷却固化して作製した蒸発源を用い、
真空蒸着法により成膜することを特徴とする超電導薄膜
の作製方法。 - （２）上記複合酸化物超電導体が、 一般式：（α＿１＿−＿ｘβ＿ｘ）γ＿ｙ〔Ｏ、Ｆ〕＿
ｚ（但し、α、β、γは、上記定義の元素であり、ｘは
α＋βに対するβの原子比で、０．１≦ｘ≦０．９であ
り、ｙおよびｚは（α＿１＿−＿ｘβ＿ｘ）を１とした
場合に０．４≦ｙ≦３．０、１≦ｚ≦５となる原子比で
ある） で表される組成の酸化物であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （３）上記複合酸化物超電導体が、ペロブスカイト型酸
化物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （４）上記複合酸化物超電導体が、Ｂａ、ＹおよびＡｌ
、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉによって
構成される群から選択される少なくとも１種の元素を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
いずれか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （５）上記複合酸化物超電導体が、Ｂａ、ＬａおよびＡ
ｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉによっ
て構成される群から選択される少なくとも１種の元素を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
のいずれか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （６）上記複合酸化物超電導体が、Ｓｒ、ＬａおよびＡ
ｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉによっ
て構成される群から選択される少なくとも１種の元素を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
のいずれか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （７）上記複合酸化物超電導体が、Ｂａ、ＨｏおよびＡ
ｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔｉによっ
て構成される群から選択される少なくとも１種の元素を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
のいずれか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （８）上記複合酸化物超電導体が、 Ｙ＿１Ｂａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｘ（ただしｘは０
＜ｘ＜１を満たす数である） で表される複合酸化物であることを特徴とする特許請求
の範囲第４項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （９）上記複合酸化物超電導体が、 Ｌａ＿１Ｂａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｘ（ただしｘは
０＜ｘ＜１を満たす数である） で表される複合酸化物であることを特徴とする特許請求
の範囲第５項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （１０）上記複合酸化物超電導体が、 Ｌａ＿１Ｓｒ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｘ（ただしｘは
０＜ｘ＜１を満たす数である） で表される複合酸化物であることを特徴とする特許請求
の範囲第６項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （１１）上記複合酸化物超電導体が、 Ｈｏ＿１Ｂａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿ｘ（ただしｘは
０＜ｘ＜１を満たす数である） で表される複合酸化物であることを特徴とする特許請求
の範囲第７項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （１２）上記焼結体を、酸素含有雰囲気中で溶融および
冷却固化して蒸発源を作製することを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか１項に記載の超
電導薄膜の作製方法。 - （１３）上記焼結体を溶融後、冷却する際の冷却速度が
、１０℃／分以下であることを特徴とする特許請求の範
囲第１２項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （１４）上記真空蒸着による成膜を、基板を加熱しなが
ら行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１
３項のいずれか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （１５）上記基板の加熱温度が、１５０〜１０００℃で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載の
超電導薄膜の作製方法。 - （１６）上記基板として、上記複合酸化物結晶の面間隔
と近い面間隔を有する酸化物単結晶の基板を用いること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１５項のいず
れか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （１７）上記基板として、ＭｇＯ単結晶、ＳｒＴｉＯ＿
３単結晶またはＺｒＯ＿２単結晶を用いることを特徴と
する特許請求の範囲第１６項に記載の超電導薄膜の作製
方法。 - （１８）上記ＭｇＯ単結晶またはＳｒＴｉＯ＿３単結晶
基板の成膜面を、｛００１｝面または｛０１１｝面とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の超
電導薄膜の作製方法。 - （１９）上記真空蒸着時の圧力が、５×１０＾−＾５Ｔ
ｏｒｒ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項乃至第１８項のいずれか１項に記載の超電導薄膜の作
製方法。 - （２０）上記蒸発源を、電子ビームガンで加熱すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１９項のいず
れか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （２１）上記真空蒸着による成膜を行った後、酸素含有
雰囲気で加熱−徐冷する熱処理または酸素プラズマに曝
すプラズマ酸化処理を行うことを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第２０項のいずれか１項に記載の超電導
薄膜の作製方法。 - （２２）上記熱処理時の加熱温度が、５００〜１０００
℃の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第２１
に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （２３）上記熱処理時の冷却温度が、２０℃／分以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第２１項または２
２項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （２４）上記熱処理時の酸素分圧が１〜１０気圧である
ことを特徴とする特許請求の範囲第第２１項乃至第２３
項のいずれか１項に記載の超電導薄膜の作製方法。 - （２５）上記プラズマ酸化時の圧力が、０．１乃至５Ｔ
ｏｒｒの範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第
２１項に記載の超電導薄膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253187A JP2567416B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 超電導薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253187A JP2567416B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 超電導薄膜の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195414A true JPH0195414A (ja) | 1989-04-13 |
| JP2567416B2 JP2567416B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=17247758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62253187A Expired - Fee Related JP2567416B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 超電導薄膜の作製方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567416B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63307269A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Nippon Cement Co Ltd | 酸化物系超電導タ−ゲットの製造方法 |
| JPS642212A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of superconductive compound oxide thin film |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP62253187A patent/JP2567416B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63307269A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-14 | Nippon Cement Co Ltd | 酸化物系超電導タ−ゲットの製造方法 |
| JPS642212A (en) * | 1987-06-24 | 1989-01-06 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of superconductive compound oxide thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2567416B2 (ja) | 1996-12-25 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |