JPH02164793A - エピタキシヤルおよび/または高組織化成長の、異相の少い高Tc酸化物超伝導体フイルムを基板上に製造する方法および装置 - Google Patents
エピタキシヤルおよび/または高組織化成長の、異相の少い高Tc酸化物超伝導体フイルムを基板上に製造する方法および装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
はレーザビームを用いて溶発過程を訪導し、そのvA光
発生るμ範囲の直径金有する小滴を加熱した基板に到達
せしめて、エピタキシャルおよび/または萬組、鐵化取
長の、異相の少い高TC[化物超伝導体フィルム金基板
上に製造する方法および装置に関する。
織化成長は (1)該基板平面および該物質の超伝導性相の格子走叙
が比較可能で、 (11) 基板温度が超伝導性相の成長温度に相応し
、 011)該フィルムの成長速度がエピタキシャル配向を
生せしめることができ、 Oil 化学量論的変動が制限されるときに発生する
。
き成果はUV−エキシマレーデを使用することによって
達成することができる。
碓に測足されたエネルギー密度により浴元、17i4程
金元生し、これによって数ナノメーター岸ざの層金殆ど
完全に蒸発させる。
極端に不安定でその個々の成分に分解する。
から非常に良好なまでの化学量論が観測される。これに
類する方法は刊行物″D。
Be1l Communlkalons Re5er
ch 、 Red Bank 、 New Jerse
y”から公知である。
、 MorikawaおよびS、 Na、mba 、
Japanese Journal of Appli
edphysics 、 Vol、 27+ Nl
1 、 January、 1988゜pp、 L
34〜L36から明らかであるように、基板上に超伝
導体物質の小滴を衝突させる際には900℃での再灼熱
が必要である。すでにこの温度では非常に激しい反応が
フィルムと基板との間に発生し、このためこれは不利で
あると見なされる。というのはこれは多くの重要な基板
物* (Zr0z * St p Pt p Al
2O3等〕を排除するからでるる。このため溶発過程は
、該超伝導性物質が実除に完全に気化し、該フィルムが
基板上に離散した分子の析出によシ造られるように行う
。
高く配分されたとき、またはエキシマレーデのかわシに
廉価な長波のレーデ、例えばco2またはアルゴンレー
デを使用したとぎに特に屡々覗測される。
伝導性フィルムの構成が非常に緩漫に進行する欠陥金持
っている。
する。
り、その効率は僅かである。フッ化水素を使用するため
に特別の安全策を講じなければならない。できたフィル
ムは屡々平滑でなく、むしろ′ζ流伝導には役立たない
隆起を持つことがめる。
る。特にエキシマレーデの使用tltfr念すべきであ
る。超伝導性フィルムの構成に要する時間をはつきシと
減少すべきでメジ、フィルムは10μmまでの範囲で製
造すべきでるる。
少であるべきである。
ス化した粒子またはレーザビームを用いて浴発過程を誘
導し、その際発生するμ範囲の直径を有する小滴を加熱
した基板に到達せしめて、エピタキシャルおよび/また
は高組織化成長の、異相の少い高TCw化物超伝導体フ
ィルムを基板上に製造する方法において、該基板を該小
滴が衝突の原基板をぬらし、かつ均一な の、滑らかフィルムに固化する温度に保持することを特
徴とする、エピタキシャルおよび/または高組織化成長
、異相の少い高Tc rR化物超伝導体フィルムを製造
する方法で解決される。
0〜400℃低い場合が、有利であることがわかった。
、超伝導性フィルムを製造する前に例えばZrO2、A
t203または3rTi03からなる中間層を基板上に
設けるのが有利である。
からのパルス化レーザビームにより発生させることがで
きる。
yおよび電流密度範囲103〜104A/an2を有す
るパルス化電子ビームを使用して誘導し、保持するのが
有利である。
突き当り、そこで溶けて流れKWになシ、エピタキシャ
ルに結晶する。移行した物質のおもな量は滴状で存在す
るから、化学量論からの化学的組成の変動は非常に僅少
でるる。
フィルムは特に異相が僅少でるる。パルス化電子ビーム
の場合は物質との相互作用機構は実質的にはその密度に
依存する。電子ビームの利点は定義の明確なターデッド
物質への浸透能でるる。10〜20 keVの電子エネ
ルギーでは酸化物超伝導体での到達距離は数マイクロメ
ーターの程度でるる。電流密度を103〜104A/c
IrL2の範囲に選ぶときは、スペンダーターゲット上
の衝突した狽域は爆発的に液状小滴と蒸気からの混合相
に崩壊する。
号明細書に記載されている擬似スパークチャンバーの高
出力実施形を使用することができる。これによって、電
力効率約20−の際にはパルス長さ約50 nsの自動
焦点′ζ電子ビーム造られる。これに比較するとエキシ
マレーデの効率は20倍以上小さい。
分程度の時間が必要である。
発生源に接続し、他の自由端はスペンダーターゲットの
近傍に到達せしひると有利である。このようなチューブ
によって液状小滴による電子発生源の汚染の危険が殆ど
除去される。該チューブの自由端とスペンダーターゲッ
トとの間の距離は数確から数龍でよい。
くてはならない。該チューブの内径は電子ビームの直径
の大きさの約2倍であるのが有利である。
dである。チューブの長さは1mまでβってもよい。そ
れによって多くの兼行に配設した擬似スパークチャンバ
ーの電子ビームを同時に1つのスペンダーターゲットに
向け、こうして基板の上に大面積のフィルム被覆を造る
可能性が開ける。この場合に該スペンダーターゲットは
有利にはリング状として形成する。該基板をこノ場合に
該スペンダーターゲットに連続的に通過させてもよい。
貫通することも可能である。
溶発を確保するためには該スペンダーターゲットをその
軸に回転せしめる。
を使用した。基板はイツトリウムで安定化したば化ジル
コニウム(ylO%)から構成した。
た。
施形1を使用した。外部回路はコンデン?2および高電
圧源3から構成した。電子ビーム4は直径1〜2關およ
び長さ10cIrLのセラミック管5に導入され、その
中では該ビーム4は静電気的な焦点調節作用のために、
殆ど損失なく他の端末に搬送することができる。そこで
該ビーム4はスペンダーターゲット6に当シ、浴発過程
によシ滴霧7金発生し、これはレシーブターデッド8上
で成長する。該小滴の表面での不時の成木損失は酸素燃
料ガスによシ一部補われる。
側の端末に到達し、そこに所望せざる汚染物9として付
層する。この汚染物は後続するパルス化電子ビームによ
シ蒸発し、大部分は再びスペンダーターゲットの方に吹
きやられる。このようにして擬似スパークチャンバーの
耐久性は浴発蒸気の汚染によってはそこなわれない。−
次電気エネルヤーのパルス毎5ジュールで、擬似スパー
クチャンバーの作用方法を変えることな(400000
パルスは達成することができた。
被覆できる装置を示す。
実施形を並列接枕する。これら電子発生源1の電子ビー
ムは湾曲した石英ガラスチューブ5を使用してリング状
スペンダーターゲット6に導いた。該スペンダーターゲ
ット6はM発過程の間−様の溶発勿達成するためにその
軸庫1uの回りを回転させた。該スペンダーターゲット
のリング状によって溶発過程で生成する滴霧7は該スペ
ンダーターゲットの内部かつ下部の空間に集中する。該
空間を貫通して回転軸10にある線を連続的に通過させ
る。該シリンダー装置は、基板に達しなかった膚は大部
分は再びシリンダー壁に沈析し、故の溶発過程に使用で
きるという利点を有する。前記スペンダーターゲットは
最適に使用される。
置の略示徊成図及び、第2図は本発明によシ#jI状基
板を連続的に超伝導フィルムで被護できる装置の略示摘
成図である。 1・・・電子ビーム発生器、3・・・高電圧入力、4・
・・電子ビーム、5・・・PRチューブ、6・・・スペ
ンダーターゲット、7・・・滴霧、8・・・レシーブタ
ーデット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、スペンダーターゲットでパルス化した粒子またはレ
ーザビームを用いて溶発過程を誘導し、その際発生する
μ範囲の直径を有する小滴を加熱した基板に到達せしめ
て、エピタキシャルおよび/または高組織化成長の、異
相の少い高Tc酸化物超伝導体フィルムを基板上に製造
する方法において、該基板を、該小滴が衝突の際基板を
ぬらしかつ均一の、滑かなフィルムに固化する温度に保
持することを特徴とする、エピタキシャルおよび/また
は高組織化成長、異相の少い高Tc酸化物超伝導体フィ
ルムを基板上に製造する方法。 2、前記基板温度が該Tc酸化物超伝導体の溶融温度よ
りも約300〜400℃下にある請求項1記載の方法。 3、高Tc酸化物超伝導性フィルムを製造する前に同じ
方法で該基板上に耐酸化性中間層を、製造する請求項1
記載の方法。 4、前記溶発過程を電子エネルギー約10〜20keV
および電流密度範囲10^3〜10^4A/cm^2の
パルス化電子ビームを使用することにより誘導しかつ保
持する請求項1記載の方法。 5、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法を実
施する装置において、粒子ビーム発生のために電子エネ
ルギー約10〜20keVおよび電流密度範囲10^3
〜10^4A/cm^2のパルス化電子ビームを発生で
きる電子発生源を使用することを特徴とする、エピタキ
シャルおよび/または高組織化成長の、異相の少い高T
c酸化物超伝導体フィルムを基板上に製造する装置。 6、前記電子ビームを絶縁物質からなるチューブを介し
て導き、該チューブの一端は電子発生源に連結して他の
自由端はスペンダーターゲットの近傍に至らしめ、この
際該スペンダーターゲットまでの距離はおもに数cmで
ある請求項5記載の装置。 7、前記チューブの内径が電子ビームの直径と同じ程度
である請求項6記載の装置。 8、複数の並行に配列した電子発生源を使用し、それに
連結せるチューブを湾曲させ、その自由端はリング状の
、その軸線を中心として回転し得るスペンダーターゲッ
トに向っている請求項5から7までのいずれか1項記載
の装置。 9、線状基板がリング状スペンダーターゲットを通過ま
たは貫通する請求項8記載の装置。
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