JPH038721A - 超伝導薄膜の形成方法 - Google Patents
超伝導薄膜の形成方法Info
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- JPH038721A JPH038721A JP1142214A JP14221489A JPH038721A JP H038721 A JPH038721 A JP H038721A JP 1142214 A JP1142214 A JP 1142214A JP 14221489 A JP14221489 A JP 14221489A JP H038721 A JPH038721 A JP H038721A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、耐熱性基体上に、ジョセフソン素子、磁気
センサ、スキッド(SQUID)素子等として作用する
超伝導薄膜を形成する方法に関する。
センサ、スキッド(SQUID)素子等として作用する
超伝導薄膜を形成する方法に関する。
(従来の技術)
発明者らは、先に、基体上に超伝導薄膜を形成する方法
として、特願昭62−131093号明細書に記載の発
明を捷案した。しかしながら、この方法によるものは、
臨界温度が、最高でも99にと低い、また、この方法に
おいては、原料として、イツトリウムをはしめとする希
土類金属のアルコキシドまたはアルコキシアルコレート
を用いるが、これらの希土類金属の化合物は大変高価で
あり、製造コストが高くなるという問題がある。
として、特願昭62−131093号明細書に記載の発
明を捷案した。しかしながら、この方法によるものは、
臨界温度が、最高でも99にと低い、また、この方法に
おいては、原料として、イツトリウムをはしめとする希
土類金属のアルコキシドまたはアルコキシアルコレート
を用いるが、これらの希土類金属の化合物は大変高価で
あり、製造コストが高くなるという問題がある。
(発明が解決しようとする課題)
この発明の目的は、従来の方法の上述した問題点を解決
し、基体上に、臨界温度の高い超伝導薄膜を低コストで
形成することができる方法を提供することにある。
し、基体上に、臨界温度の高い超伝導薄膜を低コストで
形成することができる方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、この発明においては、
(イ)下記ALtlから選ばれたビスマスアルコキシド
またはビスマスアルコキシアルコレートと、下記B群か
ら選ばれたカルシウムアルコキシドまたはカルシウムア
ルコキシアルコレートと、下記C群から選ばれたストロ
ンチウムアルコキンドまたはストロンチウムアルコキシ
アルコレートと、下記り群から選ばれた銅アルコキシド
または銅アルコキシアルコレートと、下記E群から選ば
れた鉛アルコキシドまたは鉛アルコキシアルコレートと
、下記F群から選ばれたアルカノールアミンと、下記6
群から選ばれたアルコールまたはアルコキシアルコール
とを含む混合溶液を調製する工程と、A群:ビスマスメ
トキシド ビスマスエトキシド ビスマスプロポキシド ビスマスプトキシド ビスマスメトキシエチレート ビスマスエトキシエチレート ビスマスプロポキシエチレート ビスマスブトキシエチレート 8群;カルシウムメトキシド カルシウムエトキシド カルシウムプロポキシド カルシウムプトキシド カルシウムメトキシエチレート カルシウムエトキシエチレート カルシウムプロポキシエチレート カルシウムブトキシエチレート 0群:ストロンチウムメトキシド ストロンチウムエトキシド ストロンチウムプロポキシド ストロンチウムブトキシド ストロンチウムメトキシエチレート ストロンチウムエトキシエチレート ストロンチウムブロボキシエチレート ストロンチウムブトキシエチレート D群;銅メトキシド 銅エトキシド 銅プロポキシド 銅ブトキシド 銅メトキシエチレート 銅エトキシエチレート 銅プロポキシエチレート 銅プトキシエチレート B群:鉛メトキシド 鉛エトキシド 鉛プロポキシド 鉛ブ:キンド 鉛メトキシエチレート 鉛エトキシエチレート 鉛プロポキシエチレート 鉛ブトキシエチレート B群:モノタノールアミン ジェタノールアミン トリエタノールアミン モノ1−プロパノールアミン ジ1−プロパノールアミン トリ1−プロパノールアミン モノ2−プロパ7ノールアミン ジ2−プロパノールアミン トリ2−プロパノールアミン 0群:メタノール エタノール プロパノール ブタノール メトキシエタノール エトキシエタノール プロポキシエタノール ブトキシェタノール (ロ)耐熱性基体上に上記混合溶液の薄膜を形成する工
程と、 (ハ)上記薄膜を乾燥し、ゲル化せしめる工程と、(ニ
)ゲル化せしめた薄膜を焼成し、酸化物超伝導体に変換
せしめる工程と、 を含む、超伝導′iR膜の形成方法が提供される。
またはビスマスアルコキシアルコレートと、下記B群か
ら選ばれたカルシウムアルコキシドまたはカルシウムア
ルコキシアルコレートと、下記C群から選ばれたストロ
ンチウムアルコキンドまたはストロンチウムアルコキシ
アルコレートと、下記り群から選ばれた銅アルコキシド
または銅アルコキシアルコレートと、下記E群から選ば
れた鉛アルコキシドまたは鉛アルコキシアルコレートと
、下記F群から選ばれたアルカノールアミンと、下記6
群から選ばれたアルコールまたはアルコキシアルコール
とを含む混合溶液を調製する工程と、A群:ビスマスメ
トキシド ビスマスエトキシド ビスマスプロポキシド ビスマスプトキシド ビスマスメトキシエチレート ビスマスエトキシエチレート ビスマスプロポキシエチレート ビスマスブトキシエチレート 8群;カルシウムメトキシド カルシウムエトキシド カルシウムプロポキシド カルシウムプトキシド カルシウムメトキシエチレート カルシウムエトキシエチレート カルシウムプロポキシエチレート カルシウムブトキシエチレート 0群:ストロンチウムメトキシド ストロンチウムエトキシド ストロンチウムプロポキシド ストロンチウムブトキシド ストロンチウムメトキシエチレート ストロンチウムエトキシエチレート ストロンチウムブロボキシエチレート ストロンチウムブトキシエチレート D群;銅メトキシド 銅エトキシド 銅プロポキシド 銅ブトキシド 銅メトキシエチレート 銅エトキシエチレート 銅プロポキシエチレート 銅プトキシエチレート B群:鉛メトキシド 鉛エトキシド 鉛プロポキシド 鉛ブ:キンド 鉛メトキシエチレート 鉛エトキシエチレート 鉛プロポキシエチレート 鉛ブトキシエチレート B群:モノタノールアミン ジェタノールアミン トリエタノールアミン モノ1−プロパノールアミン ジ1−プロパノールアミン トリ1−プロパノールアミン モノ2−プロパ7ノールアミン ジ2−プロパノールアミン トリ2−プロパノールアミン 0群:メタノール エタノール プロパノール ブタノール メトキシエタノール エトキシエタノール プロポキシエタノール ブトキシェタノール (ロ)耐熱性基体上に上記混合溶液の薄膜を形成する工
程と、 (ハ)上記薄膜を乾燥し、ゲル化せしめる工程と、(ニ
)ゲル化せしめた薄膜を焼成し、酸化物超伝導体に変換
せしめる工程と、 を含む、超伝導′iR膜の形成方法が提供される。
この発明によれば、一般式
%式%
で表される超伝導薄膜を形成することができる。
ここで、O<p<0.8.0.2<q<0.8.1≦X
≦3.1≦y≦3.3<z<5である。
≦3.1≦y≦3.3<z<5である。
以下、この発明を工程別にさらに詳しく説明する。
混合/8液の調製工程:
この発明においては、まず、下記A群から選ばれたビス
マスアルコキシドまたはビスマスアルコキシアルコレー
トと、下記B群から選ばれたカルシウムアルコキシドま
たはカルシウムアルコキシアルコレートと、下記C群か
ら選ばれたストロンチウムアルコキシドまたはストロン
チウムアルコキシアルコレートと、下記り群から選ばれ
た銅アルコキシドまたは銅アルコキシアルコレートと、
下記E群から選ばれた鉛アルコキンドまたは鉛アルコキ
シアルコレートと、下記F群から選ばれたアルカノール
アミンと、下記0群から選ばれたアルコールまたはアル
コキシアルコールとを含む混合)8液を調製する。
マスアルコキシドまたはビスマスアルコキシアルコレー
トと、下記B群から選ばれたカルシウムアルコキシドま
たはカルシウムアルコキシアルコレートと、下記C群か
ら選ばれたストロンチウムアルコキシドまたはストロン
チウムアルコキシアルコレートと、下記り群から選ばれ
た銅アルコキシドまたは銅アルコキシアルコレートと、
下記E群から選ばれた鉛アルコキンドまたは鉛アルコキ
シアルコレートと、下記F群から選ばれたアルカノール
アミンと、下記0群から選ばれたアルコールまたはアル
コキシアルコールとを含む混合)8液を調製する。
A群;ビスマスメトキシド
[Bi(OCH3)3 ]
ビスマスエトキシド
[Bi(OCzHs)z ]
ビスマスプロポキシド
[Bi(OC3H?)、]
ビスマスプトキシド
[Bi(OC4Hq)z ]
ビスマスメトキシエチレート
[Bi(OCzHnOCHs)s ]
ビスマスエトキシエチレート
[Bi(OCzH4QC−Hl)* ]ビスマスプロポ
キシエチレート [Bi(OC=H−○C31−1,)3 ]ビスマスブ
トキシエチレート [Bi(OCzH−OC4HJ−] B群:群小カルシウムメトキ シドCa(OCH3)! ] カルシウムエトキシド tca(OCzl(s)2] カルシウムプロポキシド [Ca(OCzHt)z ] カルシウムプトキシド [Ca(OC4H1)z ] カルシウムメトキシエチレート [Ca(OCzH40CH31z ] カルシウムエトキシエチレート [Ca(QC,H,0C2H,)、] カルシウムブロボキンエチレート [Ca(OC2H,OC,H,)2 ]カルシウムブ
トキシエチレート [Ca(OC=840C4H7)t ]C群Cユニスト
ロンチウムメトキ シドS r(OC、H3) 2 ] ストロンチウムエトキシド [5r(OCzHs)z ] ストロンチウムプロポキシド [5r(OCzHq)z ] ストロンチウムブトキシド [5r(OC4Hq)z ] ストロンチウムメトキソエチレート C3r(OC2H,0CH3)23 ストロンチウムエトキシエチレート [5r(OCzH40CzHs)z ]ストロンチウム
ブロポキシエチレート [S r (OCt H= OCz Hq ) 21ス
トロンチウムブトキシエチレート [5r(OCzH40CJHJ2] D群;銅メトキシド [Cu(OCHs)z ] 銅エトキシド [Cu(OC−H5)z ] 銅プロポキシド [Cu(OC1Ht)z ] 銅ブトキシド [Cu(OC−Hq)z i 銅メトキシエチレート [Cu(OC2H3OG Hz)z ]銅エトキシエチ
レート [Cu(OC2H−OCzHs)zコ 銅プロポキシエチレート 1:cu(OCxH40C2Ht)z ]銅ブトキシエ
チレート [Cu(OCzH40C−H9)2 ]E群:鉛メトキ
シド [Pb(OCH3)2 ] 鉛エトキシド [P b(OCz Hs) t ’] 鉛プロポキシド [Pb(OC31(、ン、 ] 鉛ブトキシド [Pb(OCmHq)z ] 鉛メトキシエチレート [Pb(0(、H40CH3)2 ] 鉛工トキンエチレート [Pb(OC2H40CzHs)z ]鉛プロポキシエ
チレート [P b (OCz Ha OCy H、) 2 ]鉛
ブトキシエチレート [Pb(OC2H40C4H9)21 r群:モノタノールアミン [82NCzHaOH] ジェタノールアミン [HN(C2H,0H)Z] トリエタノールアミン [N (Cz H= OH) s ] ]モノ1−プロパツールアミ ンH,NC,H,○H] ジ1−プロパノールアミン [HN(C=H&OH)g] トリ1−プロパノールアミン [N(C3HaOF(L3] モノ2−プロパノールアミン [Hz N CHz CHOHCH3]ジジー−プロパ
ツールアミ ンHN(CHsCHOHCH−)2コ トリ2−プロパノールアミン [N (CHz CHOHCHs)3コG群:メタノー
ル [CH30H] エタノール [CzHsOH] プロパツールIC3HtoH] ブタノール [C,H,OH] メトキシエタノール [CH2OCzH40+11 エトキシエタノール [c、HsOC2H,OH] プロポキシエタノール [C,H,OC,H,OH] ブトキシェタノール [C,H,O(、H,OH] 上記A、B、C,,D、Hの各群におけるプロポキシド
は、1−プロポキシド、2−プロポキシドのいずれであ
ってもよい。また、ブトキシドは、1−ブトキシド、2
−ブトキシド、イソブトキシド、L−ブトキシドのいず
れであってもよい。さらに、0群のプロパツールは、■
−プロパツール、2−プロパツールのいずれであっても
よい。さらにまた、ブタノールは、1−ブタノール、2
−ブタノール、イソブタノール、L−ブタノールのいず
れであってもよい。
キシエチレート [Bi(OC=H−○C31−1,)3 ]ビスマスブ
トキシエチレート [Bi(OCzH−OC4HJ−] B群:群小カルシウムメトキ シドCa(OCH3)! ] カルシウムエトキシド tca(OCzl(s)2] カルシウムプロポキシド [Ca(OCzHt)z ] カルシウムプトキシド [Ca(OC4H1)z ] カルシウムメトキシエチレート [Ca(OCzH40CH31z ] カルシウムエトキシエチレート [Ca(QC,H,0C2H,)、] カルシウムブロボキンエチレート [Ca(OC2H,OC,H,)2 ]カルシウムブ
トキシエチレート [Ca(OC=840C4H7)t ]C群Cユニスト
ロンチウムメトキ シドS r(OC、H3) 2 ] ストロンチウムエトキシド [5r(OCzHs)z ] ストロンチウムプロポキシド [5r(OCzHq)z ] ストロンチウムブトキシド [5r(OC4Hq)z ] ストロンチウムメトキソエチレート C3r(OC2H,0CH3)23 ストロンチウムエトキシエチレート [5r(OCzH40CzHs)z ]ストロンチウム
ブロポキシエチレート [S r (OCt H= OCz Hq ) 21ス
トロンチウムブトキシエチレート [5r(OCzH40CJHJ2] D群;銅メトキシド [Cu(OCHs)z ] 銅エトキシド [Cu(OC−H5)z ] 銅プロポキシド [Cu(OC1Ht)z ] 銅ブトキシド [Cu(OC−Hq)z i 銅メトキシエチレート [Cu(OC2H3OG Hz)z ]銅エトキシエチ
レート [Cu(OC2H−OCzHs)zコ 銅プロポキシエチレート 1:cu(OCxH40C2Ht)z ]銅ブトキシエ
チレート [Cu(OCzH40C−H9)2 ]E群:鉛メトキ
シド [Pb(OCH3)2 ] 鉛エトキシド [P b(OCz Hs) t ’] 鉛プロポキシド [Pb(OC31(、ン、 ] 鉛ブトキシド [Pb(OCmHq)z ] 鉛メトキシエチレート [Pb(0(、H40CH3)2 ] 鉛工トキンエチレート [Pb(OC2H40CzHs)z ]鉛プロポキシエ
チレート [P b (OCz Ha OCy H、) 2 ]鉛
ブトキシエチレート [Pb(OC2H40C4H9)21 r群:モノタノールアミン [82NCzHaOH] ジェタノールアミン [HN(C2H,0H)Z] トリエタノールアミン [N (Cz H= OH) s ] ]モノ1−プロパツールアミ ンH,NC,H,○H] ジ1−プロパノールアミン [HN(C=H&OH)g] トリ1−プロパノールアミン [N(C3HaOF(L3] モノ2−プロパノールアミン [Hz N CHz CHOHCH3]ジジー−プロパ
ツールアミ ンHN(CHsCHOHCH−)2コ トリ2−プロパノールアミン [N (CHz CHOHCHs)3コG群:メタノー
ル [CH30H] エタノール [CzHsOH] プロパツールIC3HtoH] ブタノール [C,H,OH] メトキシエタノール [CH2OCzH40+11 エトキシエタノール [c、HsOC2H,OH] プロポキシエタノール [C,H,OC,H,OH] ブトキシェタノール [C,H,O(、H,OH] 上記A、B、C,,D、Hの各群におけるプロポキシド
は、1−プロポキシド、2−プロポキシドのいずれであ
ってもよい。また、ブトキシドは、1−ブトキシド、2
−ブトキシド、イソブトキシド、L−ブトキシドのいず
れであってもよい。さらに、0群のプロパツールは、■
−プロパツール、2−プロパツールのいずれであっても
よい。さらにまた、ブタノールは、1−ブタノール、2
−ブタノール、イソブタノール、L−ブタノールのいず
れであってもよい。
A、B、CSD、Eの各群のアルコキシドまたはアルコ
キシアルコレートは、いわゆる原料の主成分をなすもの
である。
キシアルコレートは、いわゆる原料の主成分をなすもの
である。
また、F群のアルカノールアミンは、焼成に至るまでの
各工程で、加水分解によってビスマス、カルシウム、ス
トロンチウム、銅や鉛が微粒子状の水酸化物や酸化物等
として析出するのを抑制するものである。F群のアルカ
ノールアミンは、また、0群のアルコールまたはアルコ
キシアルコールに対する溶解度が低いA、BSC,D、
Eの各群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレート
の溶解度を上げる作用をもつ。溶解度が向上する結果、
透明か、透明に近い溶液が得られるようになる。
各工程で、加水分解によってビスマス、カルシウム、ス
トロンチウム、銅や鉛が微粒子状の水酸化物や酸化物等
として析出するのを抑制するものである。F群のアルカ
ノールアミンは、また、0群のアルコールまたはアルコ
キシアルコールに対する溶解度が低いA、BSC,D、
Eの各群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレート
の溶解度を上げる作用をもつ。溶解度が向上する結果、
透明か、透明に近い溶液が得られるようになる。
さらに、0群のアルコールやアルコキシアルコールは、
溶媒として作用するものである。これらは、あらかじめ
モレキュラシーブズ等で脱水処理をしておくことが好ま
しい。
溶媒として作用するものである。これらは、あらかじめ
モレキュラシーブズ等で脱水処理をしておくことが好ま
しい。
A、B、C,D、E、F、Gの各群からは、通常、1種
を選択、使用する。2種以上を選択、使用することも可
能ではあるが、そうしても得られる超伝導薄膜の特性に
ほとんど有意差はなく、工程の複雑化によるコストの上
昇など、不都合のほうがよほど大きい。
を選択、使用する。2種以上を選択、使用することも可
能ではあるが、そうしても得られる超伝導薄膜の特性に
ほとんど有意差はなく、工程の複雑化によるコストの上
昇など、不都合のほうがよほど大きい。
また、A、B、C,D、E、F、、Gの各群からは、い
ずれを選択、使用しても後の工程、条件等を変える必要
はなく、得られる超伝導薄膜の特性にも有意差は認めら
れない。しかしながら、操作の容易性等を考慮すると、
A群からはビスマスプロポキシドまたはビスマスプトキ
シドを、B群からはカルシウムメトキシドまたはカルシ
ウムエトキシドを、0群からはストロンチウムメトキシ
ドまたはストロンチウムプロポキシドを、D群からは銅
エトキシドまたは尖同エトキシエチレートを、E群から
は鉛プロポキシドまたは鉛ブトキシドを、F群からはジ
ェタノールアミンまたはトリエタノールアミンを、0群
からはエタノールまたはプロパツールを、それぞれ選択
、使用することが好ましい。
ずれを選択、使用しても後の工程、条件等を変える必要
はなく、得られる超伝導薄膜の特性にも有意差は認めら
れない。しかしながら、操作の容易性等を考慮すると、
A群からはビスマスプロポキシドまたはビスマスプトキ
シドを、B群からはカルシウムメトキシドまたはカルシ
ウムエトキシドを、0群からはストロンチウムメトキシ
ドまたはストロンチウムプロポキシドを、D群からは銅
エトキシドまたは尖同エトキシエチレートを、E群から
は鉛プロポキシドまたは鉛ブトキシドを、F群からはジ
ェタノールアミンまたはトリエタノールアミンを、0群
からはエタノールまたはプロパツールを、それぞれ選択
、使用することが好ましい。
A、B、、C,D、Eの各群のアルコキシドまたはアル
コキシアルコレートと、F群のアルカノールアミンと、
0群のアルコールまたはアルコキシアルコールとの混合
割合は、それらの種類によって多少異なるものの、A群
のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートをaモル
、B群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートを
bモル、0群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレ
ートをCモル、D群のアルコキシドまたはアルコキシア
ルコレートをdモル、E群のアルコキシドまたはアルコ
キシアルコレートをeモル、F群のアルカノールアミン
をfモル、0群のアルコールまたはアルコキシアルコー
ルをgリンドルとした時、式、 1≦ [(a+e)/d) ≦3 1≦ [(b+c)/d) ≦3 0.2≦[(/ (a + b f c +d 十e
) ]≦30.01≦[(a+b+c+d+e)/g]
≦5を同時に満足するようにするのが好ましい。
コキシアルコレートと、F群のアルカノールアミンと、
0群のアルコールまたはアルコキシアルコールとの混合
割合は、それらの種類によって多少異なるものの、A群
のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートをaモル
、B群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートを
bモル、0群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレ
ートをCモル、D群のアルコキシドまたはアルコキシア
ルコレートをdモル、E群のアルコキシドまたはアルコ
キシアルコレートをeモル、F群のアルカノールアミン
をfモル、0群のアルコールまたはアルコキシアルコー
ルをgリンドルとした時、式、 1≦ [(a+e)/d) ≦3 1≦ [(b+c)/d) ≦3 0.2≦[(/ (a + b f c +d 十e
) ]≦30.01≦[(a+b+c+d+e)/g]
≦5を同時に満足するようにするのが好ましい。
((a+e)/d)<1.((a+e)/d)>3((
b+c)/d)<1.((b+c)/d)>3の範囲で
は、得られる薄膜が超伝導特性を示さなくなることがあ
る。また、[f/ (a+b+c+d+e)]<0.2
では、A、B、C,D、Eの各群のアルコキシドまたは
アルコキシアルコレートの加水分解を充分に抑制できな
いことがある。さらに、[f/ (a−1−b+c+d
+e)] >3では、混合溶液の粘度が高くなりすぎて
製膜できないことがある。さらにまた、[(a+b+C
−1−d+e)/g]<0.0tでは、溶媒が多すぎて
実用的でない、また、[(a+b+c+a+e)/g]
>5では、A、B、C,D、Eの各群のアルコキシド
またはアルコキシアルコレートがン容は残ることがある
。
b+c)/d)<1.((b+c)/d)>3の範囲で
は、得られる薄膜が超伝導特性を示さなくなることがあ
る。また、[f/ (a+b+c+d+e)]<0.2
では、A、B、C,D、Eの各群のアルコキシドまたは
アルコキシアルコレートの加水分解を充分に抑制できな
いことがある。さらに、[f/ (a−1−b+c+d
+e)] >3では、混合溶液の粘度が高くなりすぎて
製膜できないことがある。さらにまた、[(a+b+C
−1−d+e)/g]<0.0tでは、溶媒が多すぎて
実用的でない、また、[(a+b+c+a+e)/g]
>5では、A、B、C,D、Eの各群のアルコキシド
またはアルコキシアルコレートがン容は残ることがある
。
混合繰作は、F群のアルカノールアミンと0群のアルコ
ールまたはアルコキシアルコレートとの混合溶液にA、
BSC,、D、Eの各群のアルコキシドまたはアルコキ
シアルコレートを同時に添加、混合してもよく、また、
F群のアルカノールアミンと0群のアルコールまたはア
ルコキシアルコールとの混合溶液にA、B、C,D、E
の各群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートを
加えて混合した溶液を別々に調製し、各溶液から所定量
を採取して混合するようにしてもよい。なお、混合操作
が終了するまでは、A、B、C,D、Eの各群のアルコ
キシドまたはアルコキシアルコレートを極力湿気に晒さ
ないようにするのが好ましく、乾燥窒素などで置換した
グラブボックス内などで行なうのが好ましい。しかしな
がら、それ以後の操作は大気中で行なうことができる。
ールまたはアルコキシアルコレートとの混合溶液にA、
BSC,、D、Eの各群のアルコキシドまたはアルコキ
シアルコレートを同時に添加、混合してもよく、また、
F群のアルカノールアミンと0群のアルコールまたはア
ルコキシアルコールとの混合溶液にA、B、C,D、E
の各群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートを
加えて混合した溶液を別々に調製し、各溶液から所定量
を採取して混合するようにしてもよい。なお、混合操作
が終了するまでは、A、B、C,D、Eの各群のアルコ
キシドまたはアルコキシアルコレートを極力湿気に晒さ
ないようにするのが好ましく、乾燥窒素などで置換した
グラブボックス内などで行なうのが好ましい。しかしな
がら、それ以後の操作は大気中で行なうことができる。
混合溶液の薄膜形成工程:
この発明においては、次に、耐熱性基体上に上記混合溶
液の薄膜を形成する。つまり、製膜する。
液の薄膜を形成する。つまり、製膜する。
基体は、後述する焼成温度に耐えるものであればよく、
材質は、ニンケル、クロム、チタン、金、銀、白金など
の金属や、これら金属の少なくともImを主成分とする
合金や、ガラス、炭素、ケイ素、シリカ、アルミナ、マ
グネシア、ジルコニア、チタニア、窒化ホウ素、窒化ケ
イ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素などの無機材料であれば
よい。形状は、繊維状、フィルム状、板状、バルク状な
ど、いずれであってもよい。これらの基材は、その表面
を研磨して平滑にし、さらに洗浄して油分などによる汚
れを除去しておくのが望ましい。
材質は、ニンケル、クロム、チタン、金、銀、白金など
の金属や、これら金属の少なくともImを主成分とする
合金や、ガラス、炭素、ケイ素、シリカ、アルミナ、マ
グネシア、ジルコニア、チタニア、窒化ホウ素、窒化ケ
イ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素などの無機材料であれば
よい。形状は、繊維状、フィルム状、板状、バルク状な
ど、いずれであってもよい。これらの基材は、その表面
を研磨して平滑にし、さらに洗浄して油分などによる汚
れを除去しておくのが望ましい。
薄膜の形成は、刷毛、ローラなどによる塗布や、スプレ
ーによる塗布や、混合物に基体を浸漬した後、引き上げ
るデイツプコーティング法などによることができる。な
かでも、デイツプ“コーティング法は、操作が簡単であ
るうえに、複雑な形状の基体上にも容易に薄膜を形成す
ることができ、しかも、ン容ン夜の4度、)容ン夜への
浸漬回数、熔/夜からの引上速度を変えることによって
膜厚を容易に変更することができるので好ましい。
ーによる塗布や、混合物に基体を浸漬した後、引き上げ
るデイツプコーティング法などによることができる。な
かでも、デイツプ“コーティング法は、操作が簡単であ
るうえに、複雑な形状の基体上にも容易に薄膜を形成す
ることができ、しかも、ン容ン夜の4度、)容ン夜への
浸漬回数、熔/夜からの引上速度を変えることによって
膜厚を容易に変更することができるので好ましい。
乾燥、ゲル化工程;
この発明においては、次に、基体上に形成した混合溶液
の薄膜を乾燥し、0群のアルコールまたはアルコキシア
ルコールを蒸発さ・けて、A、[3、C,、D、Eの各
群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートと、F
群のアルカノールアミンとからなるゲル化薄膜とする。
の薄膜を乾燥し、0群のアルコールまたはアルコキシア
ルコールを蒸発さ・けて、A、[3、C,、D、Eの各
群のアルコキシドまたはアルコキシアルコレートと、F
群のアルカノールアミンとからなるゲル化薄膜とする。
この工程は、常温で行なってもよく、また、50〜10
0″C程度の恒温下で行なってもよい。さらに、1%以
下の湿度に制御されたグラブボックス内で行なってもよ
い。
0″C程度の恒温下で行なってもよい。さらに、1%以
下の湿度に制御されたグラブボックス内で行なってもよ
い。
焼成工程:
この発明においては、次に、上記ゲル化薄膜を基体ごと
焼成し、酸化物超伝導体に変換する。この焼成は、たと
えば次のようにして行なう。
焼成し、酸化物超伝導体に変換する。この焼成は、たと
えば次のようにして行なう。
すなわち、ゲル化薄膜を基体ごと加熱炉に入れ、一定の
昇温速度で焼成温度まで昇温し、その温度に一定時間保
持した後、一定の降温速度で室温まで冷却する。このと
き、ゲル化薄膜を基体ごと次のような粉末の中に埋めて
おく七、焼成時に各成分が蒸発することによって起る組
成のずれを防ぐことができるので好適である。すなわち
、ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅、鉛の組
成比がゲル化薄膜中の組成比と等しいか、はぼ等しく、
空気中において、800〜860°Cで熱処理され、好
ましくは粒径が0.1〜5μm程度の範囲で分布してい
る金属酸化物粉末である。このような粉末に、ゲル化薄
膜を埋めない場合には、得られる焼成a膜において、超
伝導終了温度(Tct) <105にとなる場合がある
。雰囲気は、空気でもよいし、0.1〜100%の濃度
の酸素でもよい。昇温速度は、1〜200”C/分であ
るのが好ましい。200’C/分を超えると、薄膜に亀
裂を生じることがある。また、1°C/分未満では、昇
温に時間がかかりすぎて実用的でない。焼成温度は、7
50〜870°Cであるのが好ましい。750°C未満
では、超伝導開始温度(Tco)が100K以下になる
ことがある。また、870°Cを超えると、膜の一部が
溶解したり、蒸発したりすることがある。焼成温度に保
持する時間は、薄膜が超伝導体に変換されて、TCE≧
105Kかつ77Kにおける臨界電流密度(Jc)がJ
c≧lO’A/cJという超伝導特性を示すようになる
時間であり、通常、20時間程度である。
昇温速度で焼成温度まで昇温し、その温度に一定時間保
持した後、一定の降温速度で室温まで冷却する。このと
き、ゲル化薄膜を基体ごと次のような粉末の中に埋めて
おく七、焼成時に各成分が蒸発することによって起る組
成のずれを防ぐことができるので好適である。すなわち
、ビスマス、ストロンチウム、カルシウム、銅、鉛の組
成比がゲル化薄膜中の組成比と等しいか、はぼ等しく、
空気中において、800〜860°Cで熱処理され、好
ましくは粒径が0.1〜5μm程度の範囲で分布してい
る金属酸化物粉末である。このような粉末に、ゲル化薄
膜を埋めない場合には、得られる焼成a膜において、超
伝導終了温度(Tct) <105にとなる場合がある
。雰囲気は、空気でもよいし、0.1〜100%の濃度
の酸素でもよい。昇温速度は、1〜200”C/分であ
るのが好ましい。200’C/分を超えると、薄膜に亀
裂を生じることがある。また、1°C/分未満では、昇
温に時間がかかりすぎて実用的でない。焼成温度は、7
50〜870°Cであるのが好ましい。750°C未満
では、超伝導開始温度(Tco)が100K以下になる
ことがある。また、870°Cを超えると、膜の一部が
溶解したり、蒸発したりすることがある。焼成温度に保
持する時間は、薄膜が超伝導体に変換されて、TCE≧
105Kかつ77Kにおける臨界電流密度(Jc)がJ
c≧lO’A/cJという超伝導特性を示すようになる
時間であり、通常、20時間程度である。
降温速度は、20〜200°C/分であるのが好ましい
。200°C/分を超えると、薄膜に亀裂を生じること
がある。また20°C/分未満では、TcE<IO2に
となったり、77KにおけるJcがJc<10’ A/
cIaとなったりすることがある。なお、粉末中に埋め
て焼成する場合、焼成に先立ってゲル化薄膜を基体ごと
450〜600°Cで仮焼すると、薄膜への粉末の付着
を防止できるようになるので好ましい。温度以外の仮焼
条件は、上述した、いわゆる未焼成の条件と同しでよい
。
。200°C/分を超えると、薄膜に亀裂を生じること
がある。また20°C/分未満では、TcE<IO2に
となったり、77KにおけるJcがJc<10’ A/
cIaとなったりすることがある。なお、粉末中に埋め
て焼成する場合、焼成に先立ってゲル化薄膜を基体ごと
450〜600°Cで仮焼すると、薄膜への粉末の付着
を防止できるようになるので好ましい。温度以外の仮焼
条件は、上述した、いわゆる未焼成の条件と同しでよい
。
(実施例)
実施例1
乾燥窒素を流しているグラブボックス内で、ビスマス1
−ブトキシドを0.02モル、カルシウムエトキシドを
0.02モル、ストロンチウム2−プロポキシドを0.
02モル、銅エトキシエチレートを0.03モル、鉛ブ
トキシドを0.006モル計り取り、これにジェタノー
ルアミンをO,1モル添加し、これにエタノールをアル
コキシドの濃度が]、On+ol/lになるように加え
、スターラを用いて30分撹拌し、混合溶液を得た。
−ブトキシドを0.02モル、カルシウムエトキシドを
0.02モル、ストロンチウム2−プロポキシドを0.
02モル、銅エトキシエチレートを0.03モル、鉛ブ
トキシドを0.006モル計り取り、これにジェタノー
ルアミンをO,1モル添加し、これにエタノールをアル
コキシドの濃度が]、On+ol/lになるように加え
、スターラを用いて30分撹拌し、混合溶液を得た。
一方、厚みが0,5nmのマグネシア単結晶板を、トリ
クロルエチレン、アセトン、エタノール、純水を順次用
いてそれぞれ3分ずつ超音波洗浄した後、高純度乾燥窒
素を吹き付けて乾燥した。
クロルエチレン、アセトン、エタノール、純水を順次用
いてそれぞれ3分ずつ超音波洗浄した後、高純度乾燥窒
素を吹き付けて乾燥した。
次に、上記混合溶液に上記マグネシア単結晶板を浸漬し
、1分後、垂直に10cm7分の速度で引き上げ、マグ
ネシア単結晶板上に混合/8液の薄膜を形成した。
、1分後、垂直に10cm7分の速度で引き上げ、マグ
ネシア単結晶板上に混合/8液の薄膜を形成した。
次に、上記薄膜をマグネシア単結晶板ごと50°Cの恒
温炉内で30分乾燥し、ゲル化させ、さらに電気炉にい
れて50°C/分で550°Cに昇温し、30分後に1
00’C/分で室温まで降温して仮焼した。
温炉内で30分乾燥し、ゲル化させ、さらに電気炉にい
れて50°C/分で550°Cに昇温し、30分後に1
00’C/分で室温まで降温して仮焼した。
次に、仮焼後の薄膜をマグネシア単結晶板ごと、空気中
にて820 ’Cで24時間熱処理を行なった、組成が
ほぼ(B is、 a P bo、 2) (Sro、
5cao、 5LCu+、5O21の粉末中に埋めて
、電気炉に入れ、50゛C/分で855°Cまで昇温し
、その温度に20時間保持した後、100’C/分で室
温まで冷却し、超伝導体に変換した。
にて820 ’Cで24時間熱処理を行なった、組成が
ほぼ(B is、 a P bo、 2) (Sro、
5cao、 5LCu+、5O21の粉末中に埋めて
、電気炉に入れ、50゛C/分で855°Cまで昇温し
、その温度に20時間保持した後、100’C/分で室
温まで冷却し、超伝導体に変換した。
かくして得られた超伝導薄膜は、組成がほぼ(Bio、
ePbo、z)(Sro、5Cao、5)zcLI+、
sos、+の単一相であり、光沢のある黒色で、亀裂な
どは認められなかった。ff、みは78nmであった。
ePbo、z)(Sro、5Cao、5)zcLI+、
sos、+の単一相であり、光沢のある黒色で、亀裂な
どは認められなかった。ff、みは78nmであった。
また、超伝導開始温度(Tco)は120 K、超伝導
終了温度(TcE)は105にであった。この超伝導薄
膜のX線回折パターンを第1図に示す。
終了温度(TcE)は105にであった。この超伝導薄
膜のX線回折パターンを第1図に示す。
実施例2
ビスマス1へブトキシドに代えてビスマス2−プロポキ
シドを用いたほかは実施例1と同様にして、超伝導薄膜
を得た。
シドを用いたほかは実施例1と同様にして、超伝導薄膜
を得た。
この薄膜の厚みは80nmであり、T、。は118K、
TCtは106にであった。
TCtは106にであった。
実施例3
カルシウムエトキシドに代えてカルシウムメトキシドを
用いたほかは実施例1と同様にして、超伝導薄膜を得た
。
用いたほかは実施例1と同様にして、超伝導薄膜を得た
。
この薄膜の厚みは79nmであり、T coは1.15
に、 TCEは107にであった。
に、 TCEは107にであった。
実施例4
ストロンチウム2−プロポキシドに代えてストロンチウ
ムメトキシドを用いたほかは実施例1と同様にして、超
伝導薄膜を得た。
ムメトキシドを用いたほかは実施例1と同様にして、超
伝導薄膜を得た。
この薄膜の厚みは75nmであり、Tcoは119に−
Tc!は105にであった。
Tc!は105にであった。
実施例5
銅エトキシエチレートに代えてi同エトキシドを用いた
ほかは実施例1と同様にして、超伝導薄膜を得た。
ほかは実施例1と同様にして、超伝導薄膜を得た。
この薄IFJの厚みは84nmであり、TCOは125
KSTctは109にであった。
KSTctは109にであった。
実施例6
鉛ブトキシドに代えて鉛プロポキシドを用いたほかは実
施例1と同様にして、超伝導薄膜を得た。
施例1と同様にして、超伝導薄膜を得た。
この薄膜の厚みは83nLlであり、T coは115
に、、Tctは107にであった。
に、、Tctは107にであった。
実施例7
ジェタノールアミンに代えてトリエタノールアミンを用
いたほかは実施例Iと同様にして、超伝導薄膜を得た。
いたほかは実施例Iと同様にして、超伝導薄膜を得た。
この薄膜の厚みは80na+であり、Tcoは121に
、、TCEは108にであった。
、、TCEは108にであった。
実施例8
エタノールに代えて2−プロパツールを用いたほかは実
施例1と同様にして、超伝導i11膜を得た。
施例1と同様にして、超伝導i11膜を得た。
この薄膜の厚みは85nmであり、Tcoは111に、
TCEは106にであった。
TCEは106にであった。
実施例9
ビスマスアルコキシドに代えてビスマス2−プロポキシ
エチレートを、カルシウムエトキシドに代えてカルシウ
ムメトキシドを、ストロンチウム2−プロポキシドに代
えてストロンチウムメトキシドを、鉛ブトキシドにかえ
て鉛プロポキシドを、ジェタノールアミンに代えてエタ
ノールアミンを、エタノールに代えて2−プロパツール
をそれぞれ用いたほかは実施例1と同様番こして、超伝
導薄膜を得た。
エチレートを、カルシウムエトキシドに代えてカルシウ
ムメトキシドを、ストロンチウム2−プロポキシドに代
えてストロンチウムメトキシドを、鉛ブトキシドにかえ
て鉛プロポキシドを、ジェタノールアミンに代えてエタ
ノールアミンを、エタノールに代えて2−プロパツール
をそれぞれ用いたほかは実施例1と同様番こして、超伝
導薄膜を得た。
この薄膜の厚みは81nmであり、T、。は117に、
TcEは108にであった。
TcEは108にであった。
(発明の効果)
この発明は、ビスマスアルコキシドまたはビスマスアル
コキシアルコレートと、カルシウムアルコキシドまたは
カルシウムアルコキシアルコレートと、ストロンチウム
アルコキシドまたはストロンチウムアルコキシアルコレ
ートと、銅アルコキシドまたはアルコキシアルコレート
と、鉛アルコキシドまたは鉛アルコキシアルコレートと
、アルカノールアミンと、アルコールまたはアルコキシ
アルコールとを含む混合溶液を調製し、基体上にその混
合溶液の薄膜を形成し、ゲル化せしめた後、焼成して基
体上に超伝導1119を形成するものであり、実施例に
も示したように、超伝導終了温度が105に以上である
ような超伝導薄膜を容易に得ることができるようになる
。また、上述した従来の方法のようにイツトリウム等の
高価な稀土類金属を含む化合物を使用しないので、低コ
ストで製造できる。
コキシアルコレートと、カルシウムアルコキシドまたは
カルシウムアルコキシアルコレートと、ストロンチウム
アルコキシドまたはストロンチウムアルコキシアルコレ
ートと、銅アルコキシドまたはアルコキシアルコレート
と、鉛アルコキシドまたは鉛アルコキシアルコレートと
、アルカノールアミンと、アルコールまたはアルコキシ
アルコールとを含む混合溶液を調製し、基体上にその混
合溶液の薄膜を形成し、ゲル化せしめた後、焼成して基
体上に超伝導1119を形成するものであり、実施例に
も示したように、超伝導終了温度が105に以上である
ような超伝導薄膜を容易に得ることができるようになる
。また、上述した従来の方法のようにイツトリウム等の
高価な稀土類金属を含む化合物を使用しないので、低コ
ストで製造できる。
第1図は、実施例1の方法で得られた超伝導薄膜のX線
回折パターンを示す。
回折パターンを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (イ)下記A群から選ばれたビスマスアルコキシドまた
はビスマスアルコキシアルコレートと、下記B群から選
ばれたカルシウムアルコキシドまたはカルシウムアルコ
キシアルコレートと、下記C群から選ばれたストロンチ
ウムアルコキシドまたはストロンチウムアルコキシアル
コレートと、下記D群から選ばれた銅アルコキシドまた
は銅アルコキシアルコレートと、下記E群から選ばれた
鉛アルコキシドまたは鉛アルコキシアルコレートと、下
記F群から選ばれたアルカノールアミンと、下記G群か
ら選ばれたアルコールまたはアルコキシアルコールとを
含む混合溶液を調製する工程と、A群:ビスマスメトキ
シド ビスマキエトキシド ビスマスプロポキシド ビスマスプトキシド ビスマスメトキシエチレート ビスマスエトキシエチレート ビスマスプロポキシエチレート ビスマスブトキシエチレート B群:カルシウムメトキシド カルシウムエトキシド カルシウムプロポキシド カルシウムプトキシド カルシウムメトキシエチレート カルシウムエトキシエチレート カルシウムプロポキシエチレート カルシウムプトキシエチレート C群:ストロンチウムメトキシド ストロンチウムエトキシド ストロンチウムプロポキシド ストロンチウムプトキシド ストロンチウムメトキシエチレート ストロンチウムエトキシエチレート ストロンチウムプロポキシエチレート ストロンチウムブトキシエチレート D群:銅メトキシド 銅エトキシド 銅プロポキシド 銅ブトキシド 銅メトキシエチレート 銅エトキシエチレート 銅プロポキシエチレート 銅ブトキシエチレート E群:鉛メトキシド 鉛エトキシド 鉛プロポキシド 鉛ブトキシド 鉛メトキシエチレート 鉛エトキシエチレート 鉛プロポキシエチレート 鉛ブトキシエチレート F群:モノタノールアミン ジエタノールアミン トリエタノールアミン モノ1−プロパノールアミン ジ1−プロパノールアミン トリ1−プロパノールアミン モノ2−プロパノールアミン ジ2−プロパノールアミン トリ2−プロパノールアミン G群:メタノール エタノール プロパノール ブタノール メトキシエタノール エトキシエタノール プロポキシエタノール ブトキシエタノール (ロ)耐熱性基体上に上記混合溶液の薄膜を形成する工
程と、 (ハ)上記薄膜を乾燥し、ゲル化せしめる工程と、 (ニ)ゲル化せしめた薄膜を焼成し、酸化物超伝導体に
変換せしめる工程と、 を含む、超伝導薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1142214A JPH038721A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 超伝導薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1142214A JPH038721A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 超伝導薄膜の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH038721A true JPH038721A (ja) | 1991-01-16 |
Family
ID=15310059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1142214A Pending JPH038721A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 超伝導薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH038721A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD868701S1 (en) | 2014-08-07 | 2019-12-03 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Overhead transmission conductor cable |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1142214A patent/JPH038721A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD868701S1 (en) | 2014-08-07 | 2019-12-03 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Overhead transmission conductor cable |
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