JPH02137724A - 超電導薄膜 - Google Patents
超電導薄膜Info
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- JPH02137724A JPH02137724A JP63291218A JP29121888A JPH02137724A JP H02137724 A JPH02137724 A JP H02137724A JP 63291218 A JP63291218 A JP 63291218A JP 29121888 A JP29121888 A JP 29121888A JP H02137724 A JPH02137724 A JP H02137724A
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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
- 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)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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、エトロニクス用素子に応用される超電導薄膜
、特にバリウムを含む酸化物超電導薄膜に関するもので
ある。
、特にバリウムを含む酸化物超電導薄膜に関するもので
ある。
従来の技術
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系が超電導転移温度９０Ｋをこえる
高温の超電導体であることが最近提案された［ Ｍ 、
Ｋ 、Ｗｕ等、フィジカル レビュー レターズ（Ｐｈ
ｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｌｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ） Ｖｏ
ｌ、５Ｂ、Ｎｏ、９，９０８−９１０ （＋９８７）］
。これにより液体窒素の沸点（７７Ｋ）よりも高くなっ
たことで実用化が有望となってきた。また、１００に以
上で超電導体となるＢｉ −８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系材
料やＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系材料が相次いで発見
された。これら酸化物超電導材料の超電導機構の詳細は
明かではないが、転移温度が室温以上に高くなる可能性
があり、高温超電導体として従来の２元系化合物より、
より有望な特性が期待される。
高温の超電導体であることが最近提案された［ Ｍ 、
Ｋ 、Ｗｕ等、フィジカル レビュー レターズ（Ｐｈ
ｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｌｅｗ Ｌｅｔｔｅｒｓ） Ｖｏ
ｌ、５Ｂ、Ｎｏ、９，９０８−９１０ （＋９８７）］
。これにより液体窒素の沸点（７７Ｋ）よりも高くなっ
たことで実用化が有望となってきた。また、１００に以
上で超電導体となるＢｉ −８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系材
料やＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系材料が相次いで発見
された。これら酸化物超電導材料の超電導機構の詳細は
明かではないが、転移温度が室温以上に高くなる可能性
があり、高温超電導体として従来の２元系化合物より、
より有望な特性が期待される。
これら酸化物超電導材料をエレクトロニクス素子として
実用化する場合、薄膜化が強く要望される。特に、この
種の材料の半導体上への薄膜化は、超電導体素子と半導
体素子との集積化や配線などに利用することができるだ
けでな（、超電導と半導体を用いた新しい素子を実現す
る可能性もあり、その応用範囲は広い。このため、ＳＬ
基板上に超電導薄膜を形成する試みが行われている。
実用化する場合、薄膜化が強く要望される。特に、この
種の材料の半導体上への薄膜化は、超電導体素子と半導
体素子との集積化や配線などに利用することができるだ
けでな（、超電導と半導体を用いた新しい素子を実現す
る可能性もあり、その応用範囲は広い。このため、ＳＬ
基板上に超電導薄膜を形成する試みが行われている。
発明が解決しようとする課題
しかし、現在のところ、酸化物超電導薄膜を形成するた
めには、基板を６００°Ｃかそれ以上に上げる必要があ
る。このため、単結晶Ｓｔ基板上に直接酸化物超電導体
を成膜しようした場合、酸化物超電導体の構成元素であ
るバリウムがシリコンと反応し第２図に示すように基板
のシリコンとの界面近傍に析出するため、緻密でかつ平
坦で特性の良好な超電導薄膜は形成されにくい。
めには、基板を６００°Ｃかそれ以上に上げる必要があ
る。このため、単結晶Ｓｔ基板上に直接酸化物超電導体
を成膜しようした場合、酸化物超電導体の構成元素であ
るバリウムがシリコンと反応し第２図に示すように基板
のシリコンとの界面近傍に析出するため、緻密でかつ平
坦で特性の良好な超電導薄膜は形成されにくい。
課題を解決するための手段
シリコンとバリウムの反応を抑えるため、シリコン基体
上に、前記シリコン基体に接した第１の薄膜と、前記第
１の薄膜に接した第２の薄膜を具備した超電導薄膜にお
いて、前記第１の薄膜と第２の薄膜がバリウムを含む同
一の構成元素からなり、かつ少なくとも前記第２の薄膜
が超電導特性を示し、かつ前記第１の薄膜中のバリウム
の含有量が前記第２の薄膜中のバリウムの含有量よりも
少なくなるような構成にする。
上に、前記シリコン基体に接した第１の薄膜と、前記第
１の薄膜に接した第２の薄膜を具備した超電導薄膜にお
いて、前記第１の薄膜と第２の薄膜がバリウムを含む同
一の構成元素からなり、かつ少なくとも前記第２の薄膜
が超電導特性を示し、かつ前記第１の薄膜中のバリウム
の含有量が前記第２の薄膜中のバリウムの含有量よりも
少なくなるような構成にする。
作用
シリコン上に、先ずバリウムの濃度が通常の酸化物超電
導体よりも少ない酸化物を形成するため基板のシリコン
とバリウムの反応を抑えることができる。このうえに良
好な超電導特性を示す組成の酸化物薄膜を形成するため
、シリコン上に良好な超電導薄膜を容易に作成すること
ができる。
導体よりも少ない酸化物を形成するため基板のシリコン
とバリウムの反応を抑えることができる。このうえに良
好な超電導特性を示す組成の酸化物薄膜を形成するため
、シリコン上に良好な超電導薄膜を容易に作成すること
ができる。
実施例
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
シリコン基板１１上に、第１の薄膜として例えば、Ｙ
−Ｂ ａ −Ｃｕからなる酸化物を、高周波プレナーマ
グネトロンスパッタにより、焼結したＹＢａｐｃｕａ、
ｓｏｘ ターゲットをＡｒと０２の混合ガス雰囲気でス
パッタリング蒸着する。このときのスパッタ条件は、Ａ
ｒと０２のガス混合比は１：３、混合ガス圧力は０．４
Ｐａ１ スパッタリング電力は１３０Ｗ、 基体温度
は６００″Ｃであり、薄膜の膜厚は１０ｎｍである。こ
の薄膜１２の組成Ｙ−Ｂａ−Ｃｕは、通常の良好な超電
導特性を示す組成である１−２−３に比べてバリウムの
量がかなり少なくなっている。
−Ｂ ａ −Ｃｕからなる酸化物を、高周波プレナーマ
グネトロンスパッタにより、焼結したＹＢａｐｃｕａ、
ｓｏｘ ターゲットをＡｒと０２の混合ガス雰囲気でス
パッタリング蒸着する。このときのスパッタ条件は、Ａ
ｒと０２のガス混合比は１：３、混合ガス圧力は０．４
Ｐａ１ スパッタリング電力は１３０Ｗ、 基体温度
は６００″Ｃであり、薄膜の膜厚は１０ｎｍである。こ
の薄膜１２の組成Ｙ−Ｂａ−Ｃｕは、通常の良好な超電
導特性を示す組成である１−２−３に比べてバリウムの
量がかなり少なくなっている。
上記第１の薄膜１２を付着させた後、Ａｒと０２のガス
混合比だけを２＝ １に変えて第２の薄膜１３を形成し
た。膜厚は０．５μｍである。
混合比だけを２＝ １に変えて第２の薄膜１３を形成し
た。膜厚は０．５μｍである。
酸化膜１３を形成後、５００Ｐａの酸素雰囲気中におい
て室温まで冷却し、大気中にて取り出した。この第２の
薄膜１３の組成Ｙ−Ｂａ−Ｃｕはほぼ１−２−３であっ
た。このようにして得られた第２の薄膜１３は超電導を
示し、その転移温度はオンセット８９ Ｋで、オフセッ
ト７５にであった。また、バリウムはシリコンとの相互
反応が抑制されており、界面でのバリウムの析出はなか
った。
て室温まで冷却し、大気中にて取り出した。この第２の
薄膜１３の組成Ｙ−Ｂａ−Ｃｕはほぼ１−２−３であっ
た。このようにして得られた第２の薄膜１３は超電導を
示し、その転移温度はオンセット８９ Ｋで、オフセッ
ト７５にであった。また、バリウムはシリコンとの相互
反応が抑制されており、界面でのバリウムの析出はなか
った。
第１の薄膜及び第２の薄膜の構成元素として、Ｙ（イツ
トリウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｃｕ（銅）からなる酸
化物以外に、元素のモル比率が０゜５≦（Ａ十Ｂａ）／
Ｃｕ≦２゜５ であるへ元素、Ｂａ（バリウム）およびＣｕ（銅）を含
む酸化物を用いてもよい。ここに、ＡはＢ１、Ｔ１１
Ｐｂ１ Ｓｃおよびランタン系列元素（原子番号５７〜
７１）のうち少なくとも一種の元素を示す。また、バリ
ウムを含む酸化物において、バリウムの一部をＩｌａ族
の元素のうち少なくとも一種の元素で置き換えた酸化物
でもよい。
トリウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｃｕ（銅）からなる酸
化物以外に、元素のモル比率が０゜５≦（Ａ十Ｂａ）／
Ｃｕ≦２゜５ であるへ元素、Ｂａ（バリウム）およびＣｕ（銅）を含
む酸化物を用いてもよい。ここに、ＡはＢ１、Ｔ１１
Ｐｂ１ Ｓｃおよびランタン系列元素（原子番号５７〜
７１）のうち少なくとも一種の元素を示す。また、バリ
ウムを含む酸化物において、バリウムの一部をＩｌａ族
の元素のうち少なくとも一種の元素で置き換えた酸化物
でもよい。
発明の効果
本発明によりシリコン上に酸化物超電導薄膜を容易に形
成することができるため、超電導薄膜の基板としてＭｇ
Ｏや５ｒＴｉ０３等の高価な基板でなく、安価で大面積
の基板であるシリコンを用いることかできる。また、直
接シリコン上に超電導薄膜を形成することができるため
、シリコンと超電導との接合を用いた新しい機能素子を
作成することが可能となる。
成することができるため、超電導薄膜の基板としてＭｇ
Ｏや５ｒＴｉ０３等の高価な基板でなく、安価で大面積
の基板であるシリコンを用いることかできる。また、直
接シリコン上に超電導薄膜を形成することができるため
、シリコンと超電導との接合を用いた新しい機能素子を
作成することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例の超電導体構造物の基本構成
図、第２図は従来のシリコン上の酸化物薄膜のオージェ
電子分光分析界面特性図である。 １１・・・シリコン基体、１２・・・第１の薄膜、１３
・・・第２の薄膜。
図、第２図は従来のシリコン上の酸化物薄膜のオージェ
電子分光分析界面特性図である。 １１・・・シリコン基体、１２・・・第１の薄膜、１３
・・・第２の薄膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）シリコン基体上に、前記シリコン基体に接した第
１の薄膜と、前記第１の薄膜に接した第２の薄膜を具備
した超電導薄膜において、前記第１の薄膜と第２の薄膜
がバリウムを含む同一の構成元素からなり、かつ少なく
とも前記第２の薄膜が超電導特性を示し、かつ前記第１
の薄膜中のバリウムの含有量が前記第２の薄膜中のバリ
ウムの含有量よりも少ないことを特徴とする超電導薄膜
。 （２）第１の薄膜及び第２の薄膜の構成元素として、元
素のモル比率が ０．５≦（Ａ＋Ｂａ）／Ｃｕ≦２．５ であるＡ元素、Ｂａ（バリウム）およびＣｕ（銅）を含
む酸化物を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の超電導薄膜。 ここに、ＡはＢｉ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｓｃ、Ｙおよびランタ
ン系列元素（原子番号５７〜７１）のうち少なくとも一
種の元素を示す。 （３）バリウムを含む酸化物において、バリウムの一部
をIIａ族の元素のうち少なくとも一種の元素で置き換え
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超電導
薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63291218A JP2517085B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 超電導薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63291218A JP2517085B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 超電導薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137724A true JPH02137724A (ja) | 1990-05-28 |
| JP2517085B2 JP2517085B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17765998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63291218A Expired - Fee Related JP2517085B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 超電導薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2517085B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5350893A (en) * | 1992-07-23 | 1994-09-27 | Yazaki Corporation | Lever switch |
| US5457443A (en) * | 1992-03-30 | 1995-10-10 | Yazaki Corporation | Multifunctional combination switch |
| US6006624A (en) * | 1997-06-30 | 1999-12-28 | Niles Parts Co., Ltd. | Lever switch for a vehicle |
-
1988
- 1988-11-17 JP JP63291218A patent/JP2517085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5457443A (en) * | 1992-03-30 | 1995-10-10 | Yazaki Corporation | Multifunctional combination switch |
| US5350893A (en) * | 1992-07-23 | 1994-09-27 | Yazaki Corporation | Lever switch |
| US6006624A (en) * | 1997-06-30 | 1999-12-28 | Niles Parts Co., Ltd. | Lever switch for a vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2517085B2 (ja) | 1996-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |