JPH029716A - 超電導薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導薄膜の製造方法Info
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- JPH029716A JPH029716A JP63148942A JP14894288A JPH029716A JP H029716 A JPH029716 A JP H029716A JP 63148942 A JP63148942 A JP 63148942A JP 14894288 A JP14894288 A JP 14894288A JP H029716 A JPH029716 A JP H029716A
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Classifications
-
- Y02E40/642—
Landscapes
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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。
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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、超電導薄膜の製造方法、詳しくは酸化物系超
電導体ＢａｚＹＣｕｓＯｔ−アの薄膜の製造方法、更に
エピタキシャル成長した薄膜の製造方法に関するもので
ある。
電導体ＢａｚＹＣｕｓＯｔ−アの薄膜の製造方法、更に
エピタキシャル成長した薄膜の製造方法に関するもので
ある。
（従来技術と本発明が解決しようとする課題）酸化物超
電導体Ｂａ、ＹＣｕｉＯｆｆ−アは、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。しかしこの超電導
体は導電性に異方性を有することが知られており、電流
密度を向上させるためには、エピタキシャル成長した薄
膜を製造することが必要であり、各種製造方法の検討が
行なわれている。すでに、スパッタ法、反応蒸着法など
では、エピタキシャル成長した薄膜が得られているが、
これらの方法では、膜を合成後に酸素量を調整するため
の熱処理が必要であるため生産性に劣り、さらにスパッ
タ法などでは製造時にターゲットの組成比が変化してい
くため膜の組成制御が難しく、量産性に劣るという問題
があった。
電導体Ｂａ、ＹＣｕｉＯｆｆ−アは、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。しかしこの超電導
体は導電性に異方性を有することが知られており、電流
密度を向上させるためには、エピタキシャル成長した薄
膜を製造することが必要であり、各種製造方法の検討が
行なわれている。すでに、スパッタ法、反応蒸着法など
では、エピタキシャル成長した薄膜が得られているが、
これらの方法では、膜を合成後に酸素量を調整するため
の熱処理が必要であるため生産性に劣り、さらにスパッ
タ法などでは製造時にターゲットの組成比が変化してい
くため膜の組成制御が難しく、量産性に劣るという問題
があった。
本発明は前記した従来技術の問題点に着目してなされた
もので、組成制御が簡単にかつ安定して行なえ、成膜後
に酸素量を調整するための熱処理が不要であり、生産性
、量産性に適した、エピタキシャル成長した薄膜の製造
方法を提供することを解決すべき課題としている。
もので、組成制御が簡単にかつ安定して行なえ、成膜後
に酸素量を調整するための熱処理が不要であり、生産性
、量産性に適した、エピタキシャル成長した薄膜の製造
方法を提供することを解決すべき課題としている。
（課題を解決するための手段とその作用）本発明は、前
述した課題を解決するために、バリウム、イツトリウム
、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、基体上にエピタキシャル成長した超電導
体薄膜を形成する手段を採用する。
述した課題を解決するために、バリウム、イツトリウム
、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、基体上にエピタキシャル成長した超電導
体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、イツト
リウム及び銅元素のβ−ジケトン錯体を原料とし、これ
ら３成分の錯体をそれらの蒸気圧が得られる温度まで加
熱し、アルゴンガスの如き不活性ガスをキャリアガスと
して反応容器内に導入する。キャリアガスはＮ、等でも
よい、上記錯体とは別の経路で酸素ガスを反応容器内に
導入する。
リウム及び銅元素のβ−ジケトン錯体を原料とし、これ
ら３成分の錯体をそれらの蒸気圧が得られる温度まで加
熱し、アルゴンガスの如き不活性ガスをキャリアガスと
して反応容器内に導入する。キャリアガスはＮ、等でも
よい、上記錯体とは別の経路で酸素ガスを反応容器内に
導入する。
反応容器内に膜を析出させるための基体を置き、さらに
この基体を加熱する。基体は他の方法で用いられている
チタン酸ストロンチウム単結晶体がよい。又マグネシア
単結晶等の単結晶体を用いることによりグラフエピタキ
シャルも行なえる。基体の加熱は反応容器内に加熱器を
置き基体を加熱するか、或いは反応容器の外部から加熱
器により加熱することで行う。さらに高周波加熱等の他
の手段を用いてもよい。
この基体を加熱する。基体は他の方法で用いられている
チタン酸ストロンチウム単結晶体がよい。又マグネシア
単結晶等の単結晶体を用いることによりグラフエピタキ
シャルも行なえる。基体の加熱は反応容器内に加熱器を
置き基体を加熱するか、或いは反応容器の外部から加熱
器により加熱することで行う。さらに高周波加熱等の他
の手段を用いてもよい。
いずれかの方法により加熱した基体上に酸素ガス及び各
組成元素を含むβ−ジケトン錯体の蒸気を含んだ不活性
ガスを導入する。基体の加熱温度はβ−ジケトン錯体が
十分に分解、重合する温度以上であり、超電導体の焼結
体を製造する温度以下である。好ましくは８００℃〜９
５０℃である。
組成元素を含むβ−ジケトン錯体の蒸気を含んだ不活性
ガスを導入する。基体の加熱温度はβ−ジケトン錯体が
十分に分解、重合する温度以上であり、超電導体の焼結
体を製造する温度以下である。好ましくは８００℃〜９
５０℃である。
反応容器内の圧力は減圧であり、１ＱＴｏｒｒ前後が好
ましい。膜厚は析出時間、原料加熱温度及びキャリアガ
ス流量により任意に制御することができる。より結晶性
のよいエピタキシャル成長した膜を得るには、できるだ
け析出速度を遅くするのがよい。
ましい。膜厚は析出時間、原料加熱温度及びキャリアガ
ス流量により任意に制御することができる。より結晶性
のよいエピタキシャル成長した膜を得るには、できるだ
け析出速度を遅くするのがよい。
また超電導体の組成制御は原料加熱温度及びキャリアガ
ス流量により制御できる。超電導体の酸素量は酸素導入
量の調整による酸素分圧の制御によってコントロールさ
れ、析出後は析出時の酸素分圧のままか、大気もしくは
酸素１気圧中で冷却すればよい。冷却速度は１℃／ｌ１
ｌｉｎの徐冷でもよく３０℃／ｗｉｎ程度の急冷でもよ
い。
ス流量により制御できる。超電導体の酸素量は酸素導入
量の調整による酸素分圧の制御によってコントロールさ
れ、析出後は析出時の酸素分圧のままか、大気もしくは
酸素１気圧中で冷却すればよい。冷却速度は１℃／ｌ１
ｌｉｎの徐冷でもよく３０℃／ｗｉｎ程度の急冷でもよ
い。
以上のような製造方法により析出させた超電導体の薄膜
は、原料の加熱温度及びキャリアガス流量により、安定
して組成制御が行なえ、析出後に反応容器内で冷却を行
うだけで超電導特性のすぐれた薄膜を製造することがで
きる。
は、原料の加熱温度及びキャリアガス流量により、安定
して組成制御が行なえ、析出後に反応容器内で冷却を行
うだけで超電導特性のすぐれた薄膜を製造することがで
きる。
（実施例）
以下第１図〜第４図を参照し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。バリ
ウム、イツトリウム、銅のβ−ジケトン錯体、Ｂａ（Ｃ
ｘＨｌｑＯｔ）ｚ 、Ｙ（ＣｘＨｌｑＯｔ）ｓ、Ｃｕ（
Ｃ＋＋Ｈ＋Ｊｇ）ｚ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２
３５℃、１）５℃、１）０℃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６０ｍｊ！／ｗｉｎン錯体の蒸気を含ん
だキャリアガス及び酸素ガスは反応容器内７で混合され
、チタン酸ストロンチウム単結晶（１００）基板８上に
導入される。基板９は基体加熱用ヒーター９により９０
０℃に加熱される。反応容器内の圧力は１ＱＴｏｒｒで
ある。
。第１図は本発明における製造方法の１例である。バリ
ウム、イツトリウム、銅のβ−ジケトン錯体、Ｂａ（Ｃ
ｘＨｌｑＯｔ）ｚ 、Ｙ（ＣｘＨｌｑＯｔ）ｓ、Ｃｕ（
Ｃ＋＋Ｈ＋Ｊｇ）ｚ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２
３５℃、１）５℃、１）０℃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６０ｍｊ！／ｗｉｎン錯体の蒸気を含ん
だキャリアガス及び酸素ガスは反応容器内７で混合され
、チタン酸ストロンチウム単結晶（１００）基板８上に
導入される。基板９は基体加熱用ヒーター９により９０
０℃に加熱される。反応容器内の圧力は１ＱＴｏｒｒで
ある。
以上のようにしてチタン酸ストロンチウム単結晶基板の
（１００）面上に１時間析出させ、室温まで１時間で冷
却した。得られた膜の厚さは０．７μｍである。第２図
に膜のＸ線回折パターンを示す。Ｘ線回折では（００β
）のピークのみであり、膜がエピタキシャル成長してい
ることは明らかである。第３図に膜の抵抗率温度依存性
のグラフを示す。抵抗は約９０に付近から低下し、８４
にで抵抗値ゼロとなり、超電導体となっている。また膜
の臨界電流密度は、７７Ｋ、ゼロ磁場で５Ｘ１０’Ａ／
−以上の値を示し高い電流密度の値が得られた。
（１００）面上に１時間析出させ、室温まで１時間で冷
却した。得られた膜の厚さは０．７μｍである。第２図
に膜のＸ線回折パターンを示す。Ｘ線回折では（００β
）のピークのみであり、膜がエピタキシャル成長してい
ることは明らかである。第３図に膜の抵抗率温度依存性
のグラフを示す。抵抗は約９０に付近から低下し、８４
にで抵抗値ゼロとなり、超電導体となっている。また膜
の臨界電流密度は、７７Ｋ、ゼロ磁場で５Ｘ１０’Ａ／
−以上の値を示し高い電流密度の値が得られた。
第２の実施例は第１の実施例と同様の条件で基板温度を
８００℃とした。得られた膜は第１の実施例と同様のＸ
線回折パターンを示し、エピタキシャル成長した膜が合
成された。
８００℃とした。得られた膜は第１の実施例と同様のＸ
線回折パターンを示し、エピタキシャル成長した膜が合
成された。
第３の実施例は、第１の実施例と同様の方法によりバリ
ウムのβ−ジケトン錯体２４０℃、イツトリウムのβ−
ジケトン錯体１２０℃、銅のβ−ジケトン錯体１）５℃
に各々加熱し、圧力１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス流量６
０ｍｊｌ’／ｗｉｎ、酸素ガス流量１００ｍ１ｌノｗｉ
ｎ、基板加熱温度９００℃でチタン酸ストロンチウム単
結晶基板の（１）０）面上に１時間析出させ、室温まで
１時間で冷却した。得られた膜の厚さは１μｌである。
ウムのβ−ジケトン錯体２４０℃、イツトリウムのβ−
ジケトン錯体１２０℃、銅のβ−ジケトン錯体１）５℃
に各々加熱し、圧力１０Ｔｏｒｒ、キャリアガス流量６
０ｍｊｌ’／ｗｉｎ、酸素ガス流量１００ｍ１ｌノｗｉ
ｎ、基板加熱温度９００℃でチタン酸ストロンチウム単
結晶基板の（１）０）面上に１時間析出させ、室温まで
１時間で冷却した。得られた膜の厚さは１μｌである。
第４図に膜のＸ線回折パターンを示す。膜は（１）０）
にエピタキシャル成長した部分と（１０３）にエピタキ
シャル成長した部分から成る膜である。この膜も第１の
実施例と同様に液体窒素温度以上の臨界温度を有してお
り、超電導体となっている。
にエピタキシャル成長した部分と（１０３）にエピタキ
シャル成長した部分から成る膜である。この膜も第１の
実施例と同様に液体窒素温度以上の臨界温度を有してお
り、超電導体となっている。
第４の実施例は第３の実施例と同様の条件で基板温度を
８００℃とした。得られた膜は第３の実施例と同様のＸ
線回折パターンを示し、エピタキシャル成長した膜が合
成された。
８００℃とした。得られた膜は第３の実施例と同様のＸ
線回折パターンを示し、エピタキシャル成長した膜が合
成された。
（効 果）
本発明により得られたエピタキシャル成長した超電導物
質Ｂａ２ＹＣｕ３Ｏ？−２の薄膜は超電導特性にすぐれ
、より安定に生産性よく製造され、その応用範囲は広い
。
質Ｂａ２ＹＣｕ３Ｏ？−２の薄膜は超電導特性にすぐれ
、より安定に生産性よく製造され、その応用範囲は広い
。
第１図は、本発明の製造方法に使用可能な装置の断面図
、第２図と第４図は実施例による基板上の膜のＸ線回折
パターンのグラフ図、および第３図は実施例による基板
上の膜の抵抗率温度依存性のグラフ図である。 図中： １．２．３・−・・−原料容器、４−・−・−原料加熱
ヒーター、５−・・−・−不活性ガス導入口、６・・・
・・−・酸素ガス導入口、７−・・・−反応容器内、８
−・・・・−・基体、９−・基体加熱ヒーター 代理人 弁理士 桑 原 英 明
、第２図と第４図は実施例による基板上の膜のＸ線回折
パターンのグラフ図、および第３図は実施例による基板
上の膜の抵抗率温度依存性のグラフ図である。 図中： １．２．３・−・・−原料容器、４−・−・−原料加熱
ヒーター、５−・・−・−不活性ガス導入口、６・・・
・・−・酸素ガス導入口、７−・・・−反応容器内、８
−・・・・−・基体、９−・基体加熱ヒーター 代理人 弁理士 桑 原 英 明
Claims (2)
- （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、減圧下、１０００℃以下の温度で基体上に
Ｂａ＿２ＹＣｕ＿２Ｏ＿７＿−＿ｙなる超電導体のエピ
タキシャル成長した薄膜を形成させることを特徴とする
薄膜製造方法。 - （２）基体が、チタン酸ストロンチウム単結晶体であり
、８００℃〜９５０℃に加熱される請求項（１）の薄膜
製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148942A JPH029716A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 超電導薄膜の製造方法 |
| DE68922919T DE68922919T3 (de) | 1988-02-17 | 1989-02-15 | Verfahren zur Herstellung von dünnen Schichten aus Hochtemperatur-Supraleiteroxyd. |
| EP89102584A EP0329103B2 (en) | 1988-02-17 | 1989-02-15 | Process for manufacturing thin film of high-Tc superconducting oxide |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP63148942A JPH029716A (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 超電導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH029716A true JPH029716A (ja) | 1990-01-12 |
Family
ID=15464108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63148942A Pending JPH029716A (ja) | 1988-02-17 | 1988-06-16 | 超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH029716A (ja) |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP63148942A patent/JPH029716A/ja active Pending
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