JPH03279203A - 酸化物超電導薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導薄膜の製造方法Info
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- JPH03279203A JPH03279203A JP2083192A JP8319290A JPH03279203A JP H03279203 A JPH03279203 A JP H03279203A JP 2083192 A JP2083192 A JP 2083192A JP 8319290 A JP8319290 A JP 8319290A JP H03279203 A JPH03279203 A JP H03279203A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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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】
［産業上の利用分野コ
この発明は、たとえばレーザアブレーション法のような
気相法による酸化物超電導薄膜の製造方法に関するもの
である。
気相法による酸化物超電導薄膜の製造方法に関するもの
である。
［従来の技術］
たとえば酸化物超電導線材のように、酸化物超電導材料
を用いた製品の一つの典型例として、適当な基板上に酸
化物超電導薄膜が形成され、それによって、酸化物超電
導材料が基板により保持された状態とし、酸化物超電導
材料に対して所望の形状を与えるようにしたものがある
。
を用いた製品の一つの典型例として、適当な基板上に酸
化物超電導薄膜が形成され、それによって、酸化物超電
導材料が基板により保持された状態とし、酸化物超電導
材料に対して所望の形状を与えるようにしたものがある
。
上述したように、基板上に酸化物超電導薄膜を形成しよ
うとする場合、たとえば気相法が用いられる。特に最近
では、気相法のうち、レーザアブレーション法が、酸化
物超電導薄膜の製造方法として、低温かつ高速で酸化物
超電導薄膜を形成できる点で注目されている。
うとする場合、たとえば気相法が用いられる。特に最近
では、気相法のうち、レーザアブレーション法が、酸化
物超電導薄膜の製造方法として、低温かつ高速で酸化物
超電導薄膜を形成できる点で注目されている。
［発明が解決しようとする課題］
第３図には、基板１上に気相法によって形成された酸化
物超電導薄膜２の結晶格子が図解的に示されている。第
３図に示すように、酸化物超電導薄膜２の結晶格子のａ
軸を、基板１に垂直に配向させることは、比較的容易で
ある。特に、レーザアブレーション法によれば、このよ
うなＣ軸配向が容易である。
物超電導薄膜２の結晶格子が図解的に示されている。第
３図に示すように、酸化物超電導薄膜２の結晶格子のａ
軸を、基板１に垂直に配向させることは、比較的容易で
ある。特に、レーザアブレーション法によれば、このよ
うなＣ軸配向が容易である。
他方、第４図および第５図には、第３図に示した酸化物
超電導薄膜２の結晶格子が上から示されている。
超電導薄膜２の結晶格子が上から示されている。
酸化物超電導薄膜２において、電流は、基板１の表面に
平行なａ−ｂ面内を流れることが知られている。したが
って、酸化物超電導薄膜２において大きな電流を流すこ
とができるようにするためには、第４図に示すように、
ａ軸およびｂ軸の方向を揃えるようにすればよい。しか
しながら、第４図に示すように、ａ軸およびｂ軸の方向
を揃えることは、実際には困難であり、通常、第５図に
示すように、ａ軸およびｂ軸は、任意の方向に傾く。
平行なａ−ｂ面内を流れることが知られている。したが
って、酸化物超電導薄膜２において大きな電流を流すこ
とができるようにするためには、第４図に示すように、
ａ軸およびｂ軸の方向を揃えるようにすればよい。しか
しながら、第４図に示すように、ａ軸およびｂ軸の方向
を揃えることは、実際には困難であり、通常、第５図に
示すように、ａ軸およびｂ軸は、任意の方向に傾く。
第５図に示すように、酸化物超電導薄膜２において、隣
接する結晶格子のａ軸の傾きすなわち傾角３が０度〜４
５度の範囲で大きくなればなるほど、零磁場における臨
界電流密度Ｊｃおよび磁場下における臨界電流密度Ｊｃ
−Ｂが低下することがわかっている。
接する結晶格子のａ軸の傾きすなわち傾角３が０度〜４
５度の範囲で大きくなればなるほど、零磁場における臨
界電流密度Ｊｃおよび磁場下における臨界電流密度Ｊｃ
−Ｂが低下することがわかっている。
上述したようなａ軸およびｂ軸の各方向の不揃いは、基
板１として、単結晶を用いる場合に比べて、多結晶を用
いる場合に、より生じやすい傾商がある。これに関して
、基板上に酸化物超電導薄膜を形成して酸化物超電導線
材を得ようとする場合には、基板として適当な可撓性を
有する長尺のものを用いなければならない。通常、単結
晶により可撓性を有する長尺の基板を与えることは困難
であり、可撓性を有する長尺の基板を得ようとする場合
、一般には多結晶を用いなければならない。
板１として、単結晶を用いる場合に比べて、多結晶を用
いる場合に、より生じやすい傾商がある。これに関して
、基板上に酸化物超電導薄膜を形成して酸化物超電導線
材を得ようとする場合には、基板として適当な可撓性を
有する長尺のものを用いなければならない。通常、単結
晶により可撓性を有する長尺の基板を与えることは困難
であり、可撓性を有する長尺の基板を得ようとする場合
、一般には多結晶を用いなければならない。
それゆえに、この発明の目的は、多結晶の基板上であっ
てもａ軸およびｂ軸の各方向ができるだけ揃うようにし
、それによって高い臨界電流密度を与えることができる
、酸化物超電導薄膜の製造方法を提供しようとすること
である。
てもａ軸およびｂ軸の各方向ができるだけ揃うようにし
、それによって高い臨界電流密度を与えることができる
、酸化物超電導薄膜の製造方法を提供しようとすること
である。
［課題を解決するための手段］
この発明は、気相法により基板上に酸化物超電導薄膜を
形成する、酸化物超電導薄膜の製造方法において、上述
した技術的課題を解決するため、基板として、酸化物超
電導薄膜が形成される面に同一方向に複数の溝が形成さ
れたものを用いることを特徴としている。
形成する、酸化物超電導薄膜の製造方法において、上述
した技術的課題を解決するため、基板として、酸化物超
電導薄膜が形成される面に同一方向に複数の溝が形成さ
れたものを用いることを特徴としている。
基板として長尺のものが用いられる場合には、溝は、基
板の長手方向に延びるように形成されることが好ましい
。
板の長手方向に延びるように形成されることが好ましい
。
また、複数の溝間の平均ピッチは、１０μｍ以下に選ば
れることが好ましい。
れることが好ましい。
また、気相法として好ましくは、レーザアブレーション
法が用いられる。
法が用いられる。
さらに、溝は、ナイフェツジで傷をつけることにより形
成されることもできるが、特に、フォトリソグラフィま
たはビーム照射によって形成されることが好ましい。
成されることもできるが、特に、フォトリソグラフィま
たはビーム照射によって形成されることが好ましい。
［作用コ
この発明によれば、基板上に酸化物超電導薄膜を形成す
るとき、溝に平行に結晶が成長することによって、ａ軸
およびａ軸の各方向が、ある程度揃えられる。
るとき、溝に平行に結晶が成長することによって、ａ軸
およびａ軸の各方向が、ある程度揃えられる。
［発明の効果］
このように、この発明によれば、多結晶の基板上であっ
ても、ａ軸およびｂ軸の各方向をある程度揃えることが
できるので、ａ−ｂ面内を流れ得る電流を大きくするこ
とができる。したがって、零磁場における臨界電流密度
Ｊｃおよび磁場下における臨界電流密度Ｊｃ−Ｂの双方
が高い酸化物超電導薄膜を得ることができる。
ても、ａ軸およびｂ軸の各方向をある程度揃えることが
できるので、ａ−ｂ面内を流れ得る電流を大きくするこ
とができる。したがって、零磁場における臨界電流密度
Ｊｃおよび磁場下における臨界電流密度Ｊｃ−Ｂの双方
が高い酸化物超電導薄膜を得ることができる。
基板として長尺のものを用い、溝をこのような基板の長
手方向に延びるように形成したとき、優れた超電導特性
を有する、酸化物超電導薄膜が長尺の基板上に形成され
た酸化物超電導線材を得ることができる。
手方向に延びるように形成したとき、優れた超電導特性
を有する、酸化物超電導薄膜が長尺の基板上に形成され
た酸化物超電導線材を得ることができる。
また、溝は、できるだけ狭い幅で密に形成されることが
好ましく、そのため、複数の溝間の平均ピッチは、好ま
しくは、１０μｍ以下に選ばれる。
好ましく、そのため、複数の溝間の平均ピッチは、好ま
しくは、１０μｍ以下に選ばれる。
また、酸化物超電導薄膜を形成するのに用いられる気相
法としては、レーザアブレーション法によるものである
ことが好ましい。レーザアブレーション法によれば、Ｃ
軸配向を得やすいばかりでなく、より高速で成膜を行な
うことができる。したがって、たとえば酸化物超電導線
材のように、長尺の基板上に連続的に酸化物超電導薄膜
を形成しなければならない場合、能率的に酸化物超電導
薄膜の形成を行なうことができるので、有利である。
法としては、レーザアブレーション法によるものである
ことが好ましい。レーザアブレーション法によれば、Ｃ
軸配向を得やすいばかりでなく、より高速で成膜を行な
うことができる。したがって、たとえば酸化物超電導線
材のように、長尺の基板上に連続的に酸化物超電導薄膜
を形成しなければならない場合、能率的に酸化物超電導
薄膜の形成を行なうことができるので、有利である。
溝を、フォトリソグラフィまたはビーム照射によって形
成すると、溝の底部において鋭い内角を形成することが
できる。このような鋭い内角は、酸化物超電導薄膜の結
晶成長において、ａ軸およびｂ軸の各方向を揃えること
を、より促進する。
成すると、溝の底部において鋭い内角を形成することが
できる。このような鋭い内角は、酸化物超電導薄膜の結
晶成長において、ａ軸およびｂ軸の各方向を揃えること
を、より促進する。
［実施例］
この発明の実施例に基づき、レーザアブレーション法に
より、酸化物超電導薄膜を製造した場合について説明す
る。
より、酸化物超電導薄膜を製造した場合について説明す
る。
実験例１
粒径０． １μｍのＹＳＺ （イツトリア安定化ジルコ
ニア；Ｙ：６％）基板上に、レーザアブレーション法に
より、ＹＩ Ｂ ａ２ Ｃｕ３０７−Ｊの酸化物超電導
薄膜を成膜した。成膜条件は、以下のとおりである。
ニア；Ｙ：６％）基板上に、レーザアブレーション法に
より、ＹＩ Ｂ ａ２ Ｃｕ３０７−Ｊの酸化物超電導
薄膜を成膜した。成膜条件は、以下のとおりである。
レーザ：ＫｒＦ （２４８ｎｍ）
エネルギ密度二２．３Ｊ／ｃｍ２
繰返し周波数： ５Ｈｚ
酸素圧カニ３００ｍＴｏｒｒ
基板温度ニア５０℃
ターゲット・基板間距離：４５ｍｍ
成膜速度：３３Ａ／分
レーザ光入射角：４５度
上述の成膜条件で、４時間の成膜を行なった。
得られた酸化物超電導薄膜は、零磁場において、３４０
０Ａ／ｃｍ２の臨界電流密度を示した。
０Ａ／ｃｍ２の臨界電流密度を示した。
一方、同じ基板に、ダイヤモンドカッターにて、幅１０
〜１００μｍ１深さ１０〜１００μｍの溝を溝間の平均
ピッチ１００μｍで形成したものを基板として使用して
、同じ成膜条件で、酸化物超電導薄膜の成膜を行なった
ところ、零磁場において、１５０００Ａ／ｃｍ２の臨界
電流密度が得られた。
〜１００μｍ１深さ１０〜１００μｍの溝を溝間の平均
ピッチ１００μｍで形成したものを基板として使用して
、同じ成膜条件で、酸化物超電導薄膜の成膜を行なった
ところ、零磁場において、１５０００Ａ／ｃｍ２の臨界
電流密度が得られた。
実験例２
フォトリソグラフィまたはビーム照射によって種々の寸
法または方向の溝を形成した長尺の基板を用いた。成膜
条件は、上記実験例１と同様である。このような基板上
に形成された酸化物超電導薄膜の零磁場における臨界電
流密度Ｊｃは、以下の表に示すとおりであった。
法または方向の溝を形成した長尺の基板を用いた。成膜
条件は、上記実験例１と同様である。このような基板上
に形成された酸化物超電導薄膜の零磁場における臨界電
流密度Ｊｃは、以下の表に示すとおりであった。
（以下余白）
このように、この発明に従って、溝を形成した基板を用
いた場合に、高い臨界電流密度が得られたのは、次のよ
うな理由に基づくものと考えられる。
いた場合に、高い臨界電流密度が得られたのは、次のよ
うな理由に基づくものと考えられる。
第１図には、この発明に従って、基板１１上に形成され
た酸化物超電導薄膜１２の結晶粒１３の成長状態がモデ
ル的に拡大断面図で示されている。
た酸化物超電導薄膜１２の結晶粒１３の成長状態がモデ
ル的に拡大断面図で示されている。
第２図は、第１図の線■−Ｈに沿う断面図である。
基板１１の、酸化物超電導薄膜１２が形成される面には
、同一方向に複数の溝１４が筋状に形成されている。こ
のような溝１４は、基板１１の表面にナイフェツジによ
り傷をつけることによって形成されることもできるが、
フォトリソグラフィまたはビーム照射によって形成する
と、溝１４の底部の内角部分１５がより鋭く形成される
ことができる。
、同一方向に複数の溝１４が筋状に形成されている。こ
のような溝１４は、基板１１の表面にナイフェツジによ
り傷をつけることによって形成されることもできるが、
フォトリソグラフィまたはビーム照射によって形成する
と、溝１４の底部の内角部分１５がより鋭く形成される
ことができる。
このような基板１１上に酸化物超電導薄膜１２が形成さ
れると、まず、結晶成長の初期の段階において、結晶粒
１３が溝１４に規制されることにより、結晶粒１３は、
溝１４に対して整列した状態で成長するように矯正され
る。したがって、ａ軸およびｂ軸の各方向は、第４図に
示すような理想的な結晶格子の場合にほぼ近づく。した
がって、以後の結晶成長においても、この初期の結晶粒
１３の状態に従って、結晶粒１３が成長していくので、
酸化物超電導薄膜１２は、ａ−ｂ面内において優れた結
晶配向性を与えることができる。そのため、ａ−ｂ面内
を流れる電流を太き（することができ、前述したように
、臨界電流密度を高めることができたものと考えられる
。
れると、まず、結晶成長の初期の段階において、結晶粒
１３が溝１４に規制されることにより、結晶粒１３は、
溝１４に対して整列した状態で成長するように矯正され
る。したがって、ａ軸およびｂ軸の各方向は、第４図に
示すような理想的な結晶格子の場合にほぼ近づく。した
がって、以後の結晶成長においても、この初期の結晶粒
１３の状態に従って、結晶粒１３が成長していくので、
酸化物超電導薄膜１２は、ａ−ｂ面内において優れた結
晶配向性を与えることができる。そのため、ａ−ｂ面内
を流れる電流を太き（することができ、前述したように
、臨界電流密度を高めることができたものと考えられる
。
第１図は、この発明に従って、基板１１上に形成された
酸化物超電導薄膜１２の結晶粒１３の成長状態をモデル
的に示す拡大断面図である。第２図は、第１図の線ｎ−
ｎに沿う断面図である。 第３図は、基板１上に形成された酸化物超電導薄膜２の
結晶格子を図解的に示す断面図である。 第４図は、第３図に示した酸化物超電導薄膜２の結晶格
子を上から示す図である。第５図は、第４図に相当する
図であって、ａ−ｂ面内において、ａ軸およびｂ軸が不
揃いになった場合の一典型例を示している。 図において、１１は基板、１２は酸化物超電導薄膜、１
３は結晶粒、１４は溝である。 第１図 第２図 ４
酸化物超電導薄膜１２の結晶粒１３の成長状態をモデル
的に示す拡大断面図である。第２図は、第１図の線ｎ−
ｎに沿う断面図である。 第３図は、基板１上に形成された酸化物超電導薄膜２の
結晶格子を図解的に示す断面図である。 第４図は、第３図に示した酸化物超電導薄膜２の結晶格
子を上から示す図である。第５図は、第４図に相当する
図であって、ａ−ｂ面内において、ａ軸およびｂ軸が不
揃いになった場合の一典型例を示している。 図において、１１は基板、１２は酸化物超電導薄膜、１
３は結晶粒、１４は溝である。 第１図 第２図 ４
Claims (5)
- （１）気相法により基板上に酸化物超電導薄膜を形成す
る、酸化物超電導薄膜の製造方法において、 前記基板として、前記酸化物超電導薄膜が形成される面
に同一方向に複数の溝が形成されたものを用いることを
特徴とする、酸化物超電導薄膜の製造方法。 - （２）前記基板として、長尺のものが用いられ、前記溝
は、前記基板の長手方向に延びるように形成される、請
求項１に記載の酸化物超電導薄膜の製造方法。 - （３）前記複数の溝間の平均ピッチは、１０μｍ以下に
選ばれる、請求項１または２に記載の酸化物超電導薄膜
の製造方法。 - （４）前記気相法は、レーザアブレーション法である請
求項１ないし３のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜の
製造方法。 - （５）前記溝は、フォトリソグラフィまたはビーム照射
によって形成される、請求項１ないし４のいずれかに記
載の酸化物超電導薄膜の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083192A JP2853250B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 酸化物超電導薄膜の製造方法 |
| CA002038601A CA2038601C (en) | 1990-03-29 | 1991-03-19 | Method of preparing oxide superconducting thin film |
| EP91105090A EP0449317B1 (en) | 1990-03-29 | 1991-03-28 | Method of preparing oxide superconducting thin film |
| DE69108430T DE69108430T2 (de) | 1990-03-29 | 1991-03-28 | Verfahren zur Herstellung einer dünnen Schicht aus supraleitendem Oxyd. |
| US07/677,700 US5130296A (en) | 1990-03-29 | 1991-03-29 | Method of preparing an oxide superconducting thin film on a substrate with a plurality of grooves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083192A JP2853250B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 酸化物超電導薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279203A true JPH03279203A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2853250B2 JP2853250B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=13795463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2083192A Expired - Lifetime JP2853250B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 酸化物超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130296A (ja) |
| EP (1) | EP0449317B1 (ja) |
| JP (1) | JP2853250B2 (ja) |
| CA (1) | CA2038601C (ja) |
| DE (1) | DE69108430T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003124534A (ja) * | 2001-10-12 | 2003-04-25 | Fujitsu Ltd | 高温超伝導体膜及びその形成方法並びに超伝導素子 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5250319A (en) * | 1990-01-24 | 1993-10-05 | Fujitsu Limited | Process for preparation of electroconductive polymeric material provided within grooves |
| JP6062248B2 (ja) * | 2011-08-02 | 2017-01-18 | 古河電気工業株式会社 | 超電導導体の製造方法、および超電導導体 |
| DE102014221335A1 (de) * | 2014-10-21 | 2016-04-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Supraleitendes Leiterelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
| EP4033553A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-07-27 | IQM Finland Oy | Superconducting junction device and fabrication thereof |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880829A (ja) * | 1981-11-10 | 1983-05-16 | Nec Corp | シリコン単結晶膜の形成法 |
| EP0291050A3 (en) * | 1987-05-15 | 1989-09-27 | Hitachi, Ltd. | Superconducting device |
| DE68904588T2 (de) * | 1988-03-31 | 1993-08-19 | Mitsui Mining & Smelting Co | Duenne supraleitende keramische schichten und verfahren zu ihrer herstellung. |
| JPH02260473A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-23 | Canon Inc | ジョセフソン接合素子 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2083192A patent/JP2853250B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003124534A (ja) * | 2001-10-12 | 2003-04-25 | Fujitsu Ltd | 高温超伝導体膜及びその形成方法並びに超伝導素子 |
Also Published As
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