JPH04214007A - 酸化物超電導膜の製造方法および装置 - Google Patents
酸化物超電導膜の製造方法および装置Info
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- JPH04214007A JPH04214007A JP3030403A JP3040391A JPH04214007A JP H04214007 A JPH04214007 A JP H04214007A JP 3030403 A JP3030403 A JP 3030403A JP 3040391 A JP3040391 A JP 3040391A JP H04214007 A JPH04214007 A JP H04214007A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザアブレーショ
ン法を用いる酸化物超電導膜の製造方法および装置に関
するものである。
ン法を用いる酸化物超電導膜の製造方法および装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、エキシマレーザアブレーショ
ン法による酸化物超電導膜の形成は、高品質の膜を実現
できる点で注目を集めている。レーザアブレーション法
による場合、レーザ光には、一般にパルスレーザ光が用
いられる。
ン法による酸化物超電導膜の形成は、高品質の膜を実現
できる点で注目を集めている。レーザアブレーション法
による場合、レーザ光には、一般にパルスレーザ光が用
いられる。
【０００３】既に報告されているレーザアブレーション
法を用いる酸化物超電導膜の製造方法においては、レー
ザ光の繰返し周波数が１０Ｈｚ程度以下とされ、それに
よって、成膜速度が２０００オングストローム／分程度
未満とされたとき、高品質の酸化物超電導膜が得られて
いる。
法を用いる酸化物超電導膜の製造方法においては、レー
ザ光の繰返し周波数が１０Ｈｚ程度以下とされ、それに
よって、成膜速度が２０００オングストローム／分程度
未満とされたとき、高品質の酸化物超電導膜が得られて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常のレーザアブレー
ション法によって酸化物超電導膜を形成する場合、繰返
し周波数を増大させることにより、成膜速度が増大され
るが、成膜速度が、たとえば２０００オングストローム
／分以上となるように増大されると、得られた酸化物超
電導膜は、１μｍ以下の微細な結晶粒の集合体となり、
結晶粒界が明瞭に現われてくることに応じて、臨界温度
および臨界電流密度の低下が認められている。
ション法によって酸化物超電導膜を形成する場合、繰返
し周波数を増大させることにより、成膜速度が増大され
るが、成膜速度が、たとえば２０００オングストローム
／分以上となるように増大されると、得られた酸化物超
電導膜は、１μｍ以下の微細な結晶粒の集合体となり、
結晶粒界が明瞭に現われてくることに応じて、臨界温度
および臨界電流密度の低下が認められている。
【０００５】また、通常のレーザアブレーション法を用
いる酸化物超電導膜の製造方法においては、基板上に堆
積された酸化物超電導膜の結晶化を促進するため、基板
を６００℃以上の温度に加熱する必要がある。そのため
、使用可能な基板は、このような高温においても膜成分
と反応しないセラミック材料、単結晶（ＭｇＯ、ＳｒＴ
ｉＯ３ 等）等からなるものに限られており、たとえば
金属からなる基板を使用することができない。
いる酸化物超電導膜の製造方法においては、基板上に堆
積された酸化物超電導膜の結晶化を促進するため、基板
を６００℃以上の温度に加熱する必要がある。そのため
、使用可能な基板は、このような高温においても膜成分
と反応しないセラミック材料、単結晶（ＭｇＯ、ＳｒＴ
ｉＯ３ 等）等からなるものに限られており、たとえば
金属からなる基板を使用することができない。
【０００６】それゆえに、この発明の目的は、高速成膜
を行なっても、微細構造において平滑で結晶粒界の明瞭
でない緻密な酸化物超電導膜を得ることができる、酸化
物超電導膜の製造方法および装置を提供しようとするこ
とである。
を行なっても、微細構造において平滑で結晶粒界の明瞭
でない緻密な酸化物超電導膜を得ることができる、酸化
物超電導膜の製造方法および装置を提供しようとするこ
とである。
【０００７】この発明の他の目的は、比較的低い温度の
基板上であっても、良好な特性の酸化物超電導膜を形成
することができる、酸化物超電導膜の製造方法を提供し
ようとすることである。
基板上であっても、良好な特性の酸化物超電導膜を形成
することができる、酸化物超電導膜の製造方法を提供し
ようとすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、酸化物超電
導物質の成分を含むターゲットにレーザ光を照射し、そ
れによってターゲットから飛散した粒子を基板上に堆積
させる、レーザアブレーション法を用いる酸化物超電導
膜の製造方法にまず向けられるものであって、上述した
技術的課題を解決するため、レーザ光の照射により発生
するレーザプラズマに向かって酸素ガスを供給すること
を特徴としている。
導物質の成分を含むターゲットにレーザ光を照射し、そ
れによってターゲットから飛散した粒子を基板上に堆積
させる、レーザアブレーション法を用いる酸化物超電導
膜の製造方法にまず向けられるものであって、上述した
技術的課題を解決するため、レーザ光の照射により発生
するレーザプラズマに向かって酸素ガスを供給すること
を特徴としている。
【０００９】好ましくは、筒体によってレーザプラズマ
を取囲むことが行なわれる。また、この発明において、
好ましくは、酸化物超電導膜の成膜速度が２０００オン
グストローム／分以上に選ばれる。
を取囲むことが行なわれる。また、この発明において、
好ましくは、酸化物超電導膜の成膜速度が２０００オン
グストローム／分以上に選ばれる。
【００１０】また、この発明において、好ましくは、レ
ーザプラズマに向かって酸素ガスを供給するとき、この
酸素ガスは、ターゲット上のレーザ光の照射位置近傍に
吹付けられる。
ーザプラズマに向かって酸素ガスを供給するとき、この
酸素ガスは、ターゲット上のレーザ光の照射位置近傍に
吹付けられる。
【００１１】また、この発明において、ターゲットと基
板との間に電極を設け、これによって電極の周囲に放電
プラズマを発生させてもよい。この場合、基板の温度が
６００℃未満に設定されてもよい。
板との間に電極を設け、これによって電極の周囲に放電
プラズマを発生させてもよい。この場合、基板の温度が
６００℃未満に設定されてもよい。
【００１２】この発明は、また、酸化物超電導物質の成
分を含むターゲットと、ターゲットにレーザ光を照射す
るためのレーザ源と、ターゲットと対向するように配置
される基板とを備える、レーザアブレーション法を用い
る酸化物超電導膜の製造装置にも向けられ、上述した技
術的課題を解決するため、レーザ光の照射により発生す
るレーザプラズマに向かって酸素ガスを供給するための
酸素ガス導入口を備えることを特徴としている。
分を含むターゲットと、ターゲットにレーザ光を照射す
るためのレーザ源と、ターゲットと対向するように配置
される基板とを備える、レーザアブレーション法を用い
る酸化物超電導膜の製造装置にも向けられ、上述した技
術的課題を解決するため、レーザ光の照射により発生す
るレーザプラズマに向かって酸素ガスを供給するための
酸素ガス導入口を備えることを特徴としている。
【００１３】酸素ガス導入口は、たとえば、導管の先端
に設けられても、あるいは、レーザプラズマを取囲むよ
うに筒体を配置した場合には、筒体の内周面上に形成さ
れてもよい。後者の場合、筒体を形成する壁が空洞を形
成する中空構造とされてもよく、この場合には、空洞内
に酸素ガスが導入され、酸素ガス導入口は、筒体の内周
面上に空洞と連通するように複数個設けられた穴によっ
て与えられるようにしてもよい。
に設けられても、あるいは、レーザプラズマを取囲むよ
うに筒体を配置した場合には、筒体の内周面上に形成さ
れてもよい。後者の場合、筒体を形成する壁が空洞を形
成する中空構造とされてもよく、この場合には、空洞内
に酸素ガスが導入され、酸素ガス導入口は、筒体の内周
面上に空洞と連通するように複数個設けられた穴によっ
て与えられるようにしてもよい。
【００１４】
【作用】レーザプラズマに向かって酸素ガスが供給され
たとき、酸素ガスとレーザプラズマとの反応により、酸
素励起種および／または酸化物励起種の原子および／ま
たは分子が多く生成される。これらの励起種は、高品質
の酸化物超電導膜の形成にとって不可欠なものであり、
そのような励起種が多く生成されることによって、高速
成膜においても、高品質の酸化物超電導膜を実現できる
ものと考えられる。
たとき、酸素ガスとレーザプラズマとの反応により、酸
素励起種および／または酸化物励起種の原子および／ま
たは分子が多く生成される。これらの励起種は、高品質
の酸化物超電導膜の形成にとって不可欠なものであり、
そのような励起種が多く生成されることによって、高速
成膜においても、高品質の酸化物超電導膜を実現できる
ものと考えられる。
【００１５】
【発明の効果】このように、この発明によれば、レーザ
プラズマへの酸素ガスの供給により、微細構造において
、平滑で結晶粒界の明瞭でない緻密な酸化物超電導膜が
得られる。その結果、臨界温度および臨界電流密度のよ
うな超電導特性を向上させることができる。
プラズマへの酸素ガスの供給により、微細構造において
、平滑で結晶粒界の明瞭でない緻密な酸化物超電導膜が
得られる。その結果、臨界温度および臨界電流密度のよ
うな超電導特性を向上させることができる。
【００１６】この発明は、特に、成膜速度が２０００オ
ングストローム／分以上のとき、顕著な効果を発揮する
。すなわち、通常のレーザアブレーション法を用いると
きには、２０００オングストローム／分以上といった高
い成膜速度にされると、前述したように、得られた酸化
物超電導膜は１μｍ以下の微細な結晶粒の集合体となり
、そこには結晶粒界が明瞭に現われるようになる。これ
に対し、この発明によれば、２０００オングストローム
／分以上の高い成膜速度を採用しても、平滑で結晶粒界
の明瞭でない緻密な膜を形成することができ、超電導特
性についても２０００オングストローム／分未満の成膜
速度の場合に得られていた超電導特性をほぼ維持するこ
とができる。
ングストローム／分以上のとき、顕著な効果を発揮する
。すなわち、通常のレーザアブレーション法を用いると
きには、２０００オングストローム／分以上といった高
い成膜速度にされると、前述したように、得られた酸化
物超電導膜は１μｍ以下の微細な結晶粒の集合体となり
、そこには結晶粒界が明瞭に現われるようになる。これ
に対し、この発明によれば、２０００オングストローム
／分以上の高い成膜速度を採用しても、平滑で結晶粒界
の明瞭でない緻密な膜を形成することができ、超電導特
性についても２０００オングストローム／分未満の成膜
速度の場合に得られていた超電導特性をほぼ維持するこ
とができる。
【００１７】このように、この発明は、酸化物超電導膜
の高速成膜における高品質化に有効であるから、基板と
して、たとえば長尺のテープ状基材を用い、そこに連続
的に酸化物超電導膜を成膜することによって得られる酸
化物超電導線材の製造に適用されたとき、特に効果的で
ある。
の高速成膜における高品質化に有効であるから、基板と
して、たとえば長尺のテープ状基材を用い、そこに連続
的に酸化物超電導膜を成膜することによって得られる酸
化物超電導線材の製造に適用されたとき、特に効果的で
ある。
【００１８】レーザプラズマを取囲むように筒体が配置
されたときには、酸素ガスとレーザプラズマとの反応に
より生成された酸素励起種および／または酸化物励起種
の原子および／または分子が周囲に拡散することを防ぎ
、レーザプラズマ内にこれら励起種を高密度に存在させ
ることができる。このことは、酸化物超電導膜の高速成
膜における高品質化にさらに寄与するものである。
されたときには、酸素ガスとレーザプラズマとの反応に
より生成された酸素励起種および／または酸化物励起種
の原子および／または分子が周囲に拡散することを防ぎ
、レーザプラズマ内にこれら励起種を高密度に存在させ
ることができる。このことは、酸化物超電導膜の高速成
膜における高品質化にさらに寄与するものである。
【００１９】この発明において、ターゲット上のレーザ
光の照射位置近傍に酸素ガスを吹付けることにより、酸
素の励起種がより多く生成されるとともに、放電プラズ
マを発生させることにより、このような酸素の励起種が
より高密度になる。このような高密度の励起種は、酸化
物超電導膜の結晶化を促進するので、基板の温度をそれ
ほど上げなくても、平滑で緻密な、かつ結晶粒界が明瞭
でない酸化物超電導膜を得ることができる。したがって
、臨界温度および臨界電流密度のような超電導特性が優
れた酸化物超電導膜を得ることができる。
光の照射位置近傍に酸素ガスを吹付けることにより、酸
素の励起種がより多く生成されるとともに、放電プラズ
マを発生させることにより、このような酸素の励起種が
より高密度になる。このような高密度の励起種は、酸化
物超電導膜の結晶化を促進するので、基板の温度をそれ
ほど上げなくても、平滑で緻密な、かつ結晶粒界が明瞭
でない酸化物超電導膜を得ることができる。したがって
、臨界温度および臨界電流密度のような超電導特性が優
れた酸化物超電導膜を得ることができる。
【００２０】上述の場合には、基板の温度を６００℃未
満としても、高品質の酸化物超電導膜を得ることができ
る。したがって、たとえば、６００℃以上の温度で酸化
しやすく、膜成分との反応が大きい金属（ステンレス鋼
、ニッケル等）からなる基板を問題なく使用することが
できる。このような金属からなる基板は、容易に長尺化
でき、また可撓性を有する点で、有利である。
満としても、高品質の酸化物超電導膜を得ることができ
る。したがって、たとえば、６００℃以上の温度で酸化
しやすく、膜成分との反応が大きい金属（ステンレス鋼
、ニッケル等）からなる基板を問題なく使用することが
できる。このような金属からなる基板は、容易に長尺化
でき、また可撓性を有する点で、有利である。
【００２１】このように、この発明によれば、高速成膜
を採用しながら低温プロセスであっても、高品質の酸化
物超電導膜を得ることができる。したがって、基板とし
て、たとえば、長尺の可撓性を有するテープ状基材を用
い、このテープ状基材上に連続的に酸化物超電導膜を長
手方向にわたって形成しなければならない酸化物超電導
線材の製造をレーザアブレーションによって行なう場合
、特に効果的である。
を採用しながら低温プロセスであっても、高品質の酸化
物超電導膜を得ることができる。したがって、基板とし
て、たとえば、長尺の可撓性を有するテープ状基材を用
い、このテープ状基材上に連続的に酸化物超電導膜を長
手方向にわたって形成しなければならない酸化物超電導
線材の製造をレーザアブレーションによって行なう場合
、特に効果的である。
【００２２】
【実施例】図１は、この発明による酸化物超電導膜の製
造装置の一実施例を示している。
造装置の一実施例を示している。
【００２３】酸化物超電導物質の成分を含むターゲット
１には、たとえばエキシマレーザのようなレーザ源２ａ
からレーザ光２が照射される。また、ターゲット１と対
向するように、基板３が配置される。
１には、たとえばエキシマレーザのようなレーザ源２ａ
からレーザ光２が照射される。また、ターゲット１と対
向するように、基板３が配置される。
【００２４】レーザ光２がターゲット１に照射されたと
き、ターゲット１上のレーザ光２の照射スポット４に立
てた法線５を中心として、ターゲット１から原子および
／または分子の状態で粒子が飛散し、そこに、レーザプ
ラズマ６が発生する。このレーザプラズマ６に向かって
、酸素ガスを供給するための酸素ガス導入口７が、導管
８の先端に設けられる。この実施例では、酸素ガス導入
口７は、ターゲット１と基板３との距離の中間点に位置
している。
き、ターゲット１上のレーザ光２の照射スポット４に立
てた法線５を中心として、ターゲット１から原子および
／または分子の状態で粒子が飛散し、そこに、レーザプ
ラズマ６が発生する。このレーザプラズマ６に向かって
、酸素ガスを供給するための酸素ガス導入口７が、導管
８の先端に設けられる。この実施例では、酸素ガス導入
口７は、ターゲット１と基板３との距離の中間点に位置
している。
【００２５】図２は、この発明による酸化物超電導膜の
製造装置の他の実施例を示している。
製造装置の他の実施例を示している。
【００２６】前述した図１に示した実施例と同様、ター
ゲット９および基板１０が配置され、ターゲット９には
、レーザ光１１が照射される。
ゲット９および基板１０が配置され、ターゲット９には
、レーザ光１１が照射される。
【００２７】レーザ１１のターゲット９上での照射スポ
ット１２より立てた法線１３を中心線として、たとえば
円筒状の筒体１４が配置される。筒体１４の内周面上に
は、酸素ガス導入口１５が形成され、この酸素ガス導入
口１５からは、導管１６を介して導入された酸素ガスが
吹き出されるようにされる。酸素ガス導入口１５は、こ
の実施例では、筒体１４の軸線方向の長さのほぼ半分の
位置に設けられる。
ット１２より立てた法線１３を中心線として、たとえば
円筒状の筒体１４が配置される。筒体１４の内周面上に
は、酸素ガス導入口１５が形成され、この酸素ガス導入
口１５からは、導管１６を介して導入された酸素ガスが
吹き出されるようにされる。酸素ガス導入口１５は、こ
の実施例では、筒体１４の軸線方向の長さのほぼ半分の
位置に設けられる。
【００２８】筒体１４には、必要に応じて、レーザ光１
１を妨げないように、切欠き１７が形成される。
１を妨げないように、切欠き１７が形成される。
【００２９】図３は、図２に示した装置において、筒体
１４の代わりとして用いることができる筒体１８を示し
ている。
１４の代わりとして用いることができる筒体１８を示し
ている。
【００３０】筒体１８を形成する壁１９は、空洞２０を
形成する中空構造とされる。この空洞２０内には、導管
２１を介して酸素ガスが導入される。筒体１８の内周面
上には、複数個の酸素ガス導入口２２が形成される。こ
れら酸素ガス導入口２２は、筒体１８の内周面上におい
て空洞２０と連通するように設けられた穴によって与え
られる。
形成する中空構造とされる。この空洞２０内には、導管
２１を介して酸素ガスが導入される。筒体１８の内周面
上には、複数個の酸素ガス導入口２２が形成される。こ
れら酸素ガス導入口２２は、筒体１８の内周面上におい
て空洞２０と連通するように設けられた穴によって与え
られる。
【００３１】なお、酸素ガス導入口２２は、筒体１８の
内周面上において、均等に分布するように設けられても
、不均等に分布するように設けられてもよい。
内周面上において、均等に分布するように設けられても
、不均等に分布するように設けられてもよい。
【００３２】たとえば、図２に示した実施例のように、
筒体１４が設けられる場合、酸素ガス導入口１５は、筒
体１４の内周面上に形成されることなく、筒体とは別の
導管を筒体内に挿入し、その先端に設けられた酸素ガス
導入口を筒体内に位置させるようにしてもよい。
筒体１４が設けられる場合、酸素ガス導入口１５は、筒
体１４の内周面上に形成されることなく、筒体とは別の
導管を筒体内に挿入し、その先端に設けられた酸素ガス
導入口を筒体内に位置させるようにしてもよい。
【００３３】次に、図１、図２および図３にそれぞれ示
した各実施例に基づき行なった実験例について説明する
。
した各実施例に基づき行なった実験例について説明する
。
【００３４】実験例１
図１に示すように、平行に配置されたターゲット１と基
板３との距離の中間点であって、法線５より２０ｍｍ離
れた位置に、酸素ガス導入口７を設け、ここから酸素ガ
スを３００ＳＣＣＭ流し、雰囲気圧力を２００ｍＴｏｒ
ｒとした。
板３との距離の中間点であって、法線５より２０ｍｍ離
れた位置に、酸素ガス導入口７を設け、ここから酸素ガ
スを３００ＳＣＣＭ流し、雰囲気圧力を２００ｍＴｏｒ
ｒとした。
【００３５】また、ターゲット１としてＹ１ Ｂａ２
Ｃｕ３ Ｏ７−ｘ焼結体を用いた。また、レーザ光２
として、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）エキシマレーザ光を
用い、ターゲット１上で２ｍｍ×５ｍｍの大きさに集光
させた。 また、基板３として、ＭｇＯからなるものを用い、その
温度を７００℃とした。
Ｃｕ３ Ｏ７−ｘ焼結体を用いた。また、レーザ光２
として、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）エキシマレーザ光を
用い、ターゲット１上で２ｍｍ×５ｍｍの大きさに集光
させた。 また、基板３として、ＭｇＯからなるものを用い、その
温度を７００℃とした。
【００３６】表１に示すように、レーザ光２の繰返し周
波数（Ｈｚ）を、１０、２０、３０、４０、５０と変え
、それぞれの場合における成膜速度（オングストローム
／分）、７７．３Ｋにおける臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃ
ｍ２ ）、および抵抗が零となる臨界温度Ｔｃ（Ｋ）を
測定し、その結果を同じ表１に示した。また、比較のた
め、酸素ガス導入口を設けず同様の酸素ガス流量圧力条
件の雰囲気下で成膜を行なった場合の同様の特性も、表
１に併せて示した。
波数（Ｈｚ）を、１０、２０、３０、４０、５０と変え
、それぞれの場合における成膜速度（オングストローム
／分）、７７．３Ｋにおける臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃ
ｍ２ ）、および抵抗が零となる臨界温度Ｔｃ（Ｋ）を
測定し、その結果を同じ表１に示した。また、比較のた
め、酸素ガス導入口を設けず同様の酸素ガス流量圧力条
件の雰囲気下で成膜を行なった場合の同様の特性も、表
１に併せて示した。
【００３７】
【表１】
表１から、酸素ガス導入口を設けた場合、成膜速度
が２０００オングストローム／分以上となっても、比較
的優れた超電導特性が維持されていることが認められる
。 これに対して、酸素ガス導入口を設けない場合には、成
膜速度の増大に伴って、超電導特性が低下していること
がわかる。
が２０００オングストローム／分以上となっても、比較
的優れた超電導特性が維持されていることが認められる
。 これに対して、酸素ガス導入口を設けない場合には、成
膜速度の増大に伴って、超電導特性が低下していること
がわかる。
【００３８】実験例２
図２に示すように、筒体１４として、内径５０ｍｍ、外
径６０ｍｍ、長さ３０ｍｍのものを用い、酸素ガス導入
口１５から実験例１と同様の条件で酸素ガスを供給した
。その他の条件は、実験例１と同様である。
径６０ｍｍ、長さ３０ｍｍのものを用い、酸素ガス導入
口１５から実験例１と同様の条件で酸素ガスを供給した
。その他の条件は、実験例１と同様である。
【００３９】実験例１と同様、レーザ光１１の繰返し周
波数（Ｈｚ）を変え、成膜速度（オングストローム／分
）、臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２ ）および臨界温度
Ｔｃ（Ｋ）を測定した。その結果を、表２に示す。
波数（Ｈｚ）を変え、成膜速度（オングストローム／分
）、臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２ ）および臨界温度
Ｔｃ（Ｋ）を測定した。その結果を、表２に示す。
【００４０】
【表２】
表２から、成膜速度が増大されても、良好な超電導
特性が維持されていることがわかる。また、前述した実
験例１との比較で、筒体１４を設けることにより、特に
２０００オングストローム／分以上の成膜速度において
、若干の超電導特性の改善が認められる。
特性が維持されていることがわかる。また、前述した実
験例１との比較で、筒体１４を設けることにより、特に
２０００オングストローム／分以上の成膜速度において
、若干の超電導特性の改善が認められる。
【００４１】実験例３
図２に示した装置において、筒体１４に代えて、図３に
示した筒体１８を用いた。筒体１８としては、内径５０
ｍｍ、外径６０ｍｍ、長さ３０ｍｍのものを用いた。導
管２１には、酸素ガスを３００ＳＣＣＭ流し、排気の調
整により雰囲気圧力を２００ｍＴｏｒｒとした。
示した筒体１８を用いた。筒体１８としては、内径５０
ｍｍ、外径６０ｍｍ、長さ３０ｍｍのものを用いた。導
管２１には、酸素ガスを３００ＳＣＣＭ流し、排気の調
整により雰囲気圧力を２００ｍＴｏｒｒとした。
【００４２】この実験例３では、かなり高い成膜速度を
与え得るように、レーザ光の繰返し周波数を２００Ｈｚ
に設定した。
与え得るように、レーザ光の繰返し周波数を２００Ｈｚ
に設定した。
【００４３】その他の条件は、実験例１と同様である。
得られた酸化物超電導膜から、成膜速度が３．７μｍ／
分であることがわかり、その臨界温度は８８Ｋであり、
また、７７．３Ｋにおける臨界電流密度は１．８×１０
６ Ａ／ｃｍ２ であった。
分であることがわかり、その臨界温度は８８Ｋであり、
また、７７．３Ｋにおける臨界電流密度は１．８×１０
６ Ａ／ｃｍ２ であった。
【００４４】比較例として、筒体１８を取り除き、２０
０ｍＴｏｒｒの酸素雰囲気中で成膜した場合、得られた
酸化物超電導膜から、成膜速度が３．８μｍ／分である
ことがわかり、また、臨界温度は２７Ｋであった。した
がって、７７．３Ｋにおける臨界電流密度は測定できな
かった。
０ｍＴｏｒｒの酸素雰囲気中で成膜した場合、得られた
酸化物超電導膜から、成膜速度が３．８μｍ／分である
ことがわかり、また、臨界温度は２７Ｋであった。した
がって、７７．３Ｋにおける臨界電流密度は測定できな
かった。
【００４５】実験例４
図２に示すような装置を適用して、成膜を実施した。筒
体１４として、実験例２と同じものを用いた。この筒体
１４の酸素ガス導入口１５から、酸素ガスを２００ＳＣ
ＣＭ供給した。
体１４として、実験例２と同じものを用いた。この筒体
１４の酸素ガス導入口１５から、酸素ガスを２００ＳＣ
ＣＭ供給した。
【００４６】また、ターゲット９として、Ｙ１ Ｂａ２
Ｃｕ３ Ｏ７−ｘ焼結体を用いた。また、レーザ光１
１として、ＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）エキシマレーザ光
を用い、ターゲット９の照射スポット１２を４×８ｍｍ
２ の大きさとした。このとき、ターゲット９の照射ス
ポット１２におけるエネルギ密度は、１．２Ｊ／ｃｍ２
となった。また、基板１０として、ＭｇＯ単結晶を用
い、その温度を６００℃に設定した。
Ｃｕ３ Ｏ７−ｘ焼結体を用いた。また、レーザ光１
１として、ＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）エキシマレーザ光
を用い、ターゲット９の照射スポット１２を４×８ｍｍ
２ の大きさとした。このとき、ターゲット９の照射ス
ポット１２におけるエネルギ密度は、１．２Ｊ／ｃｍ２
となった。また、基板１０として、ＭｇＯ単結晶を用
い、その温度を６００℃に設定した。
【００４７】レーザ光１１の繰返し周波数を１００Ｈｚ
として、成膜速度０．８μｍ／分の下で成膜を行なった
。
として、成膜速度０．８μｍ／分の下で成膜を行なった
。
【００４８】得られた酸化物超電導膜の臨界温度は、８
９．３Ｋであり、液体窒素温度における臨界電流密度は
、１．７×１０６ Ａ／ｃｍ２であった。
９．３Ｋであり、液体窒素温度における臨界電流密度は
、１．７×１０６ Ａ／ｃｍ２であった。
【００４９】図４には、この発明のさらに他の実施例を
実施している状態が示されている。酸化物超電導物質の
成分を含むターゲット３１には、レーザ光３２が照射さ
れる。ターゲット３１と対向して、基板３３が配置され
る。ターゲット３１にレーザ光３２が照射されたとき、
ターゲット３１におけるレーザ光３２の照射位置３４か
ら、原子および／または分子の状態で粒子が飛散する。 このような粒子の飛散に基づき、照射位置３４から基板
３３に向かって、レーザプラズマ３５が発生する。
実施している状態が示されている。酸化物超電導物質の
成分を含むターゲット３１には、レーザ光３２が照射さ
れる。ターゲット３１と対向して、基板３３が配置され
る。ターゲット３１にレーザ光３２が照射されたとき、
ターゲット３１におけるレーザ光３２の照射位置３４か
ら、原子および／または分子の状態で粒子が飛散する。 このような粒子の飛散に基づき、照射位置３４から基板
３３に向かって、レーザプラズマ３５が発生する。
【００５０】ターゲット３１上のレーザ光３２の照射位
置３４の近傍に酸素ガスを吹付けるように、酸素ガス導
管３６が、ターゲット３１の近くに設けられ、酸素ガス
導管３６の先端に与えられた酸素ガス供給口３７が、照
射位置３４の近くに位置される。
置３４の近傍に酸素ガスを吹付けるように、酸素ガス導
管３６が、ターゲット３１の近くに設けられ、酸素ガス
導管３６の先端に与えられた酸素ガス供給口３７が、照
射位置３４の近くに位置される。
【００５１】次に、図４に示した実施例に基づき行なっ
た実験例について説明する。 実験例５ ターゲット３１として、Ｙ１ Ｂａ２ Ｃｕ３ Ｏ７−
ｘの焼結体を用いた。レーザ光３２として、ＫｒＦ（波
長２４８ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲ
ット３１上において２ｍｍ×５ｍｍのスポットサイズと
なるように集光して照射した。ターゲット３１の照射位
置３４におけるレーザ光３２のエネルギ密度は、２．５
Ｊ／ｃｍ２ であった。また、基板３として、ＭｇＯ単
結晶基板を用い、その温度を７００℃に設定した。
た実験例について説明する。 実験例５ ターゲット３１として、Ｙ１ Ｂａ２ Ｃｕ３ Ｏ７−
ｘの焼結体を用いた。レーザ光３２として、ＫｒＦ（波
長２４８ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲ
ット３１上において２ｍｍ×５ｍｍのスポットサイズと
なるように集光して照射した。ターゲット３１の照射位
置３４におけるレーザ光３２のエネルギ密度は、２．５
Ｊ／ｃｍ２ であった。また、基板３として、ＭｇＯ単
結晶基板を用い、その温度を７００℃に設定した。
【００５２】まず、酸素ガス供給口３７から酸素ガスの
導入を行なわずに、レーザ光３２の繰返し周波数を２０
０Ｈｚとしながら、基板３３上に成膜した。成膜時の雰
囲気は、２００ｍＴｏｒｒの酸素圧力状態とした。
導入を行なわずに、レーザ光３２の繰返し周波数を２０
０Ｈｚとしながら、基板３３上に成膜した。成膜時の雰
囲気は、２００ｍＴｏｒｒの酸素圧力状態とした。
【００５３】このようにして得られた酸化物超電導膜は
、その成膜速度が４μｍ／分であり、臨界温度が２５Ｋ
であった。なお、臨界電流密度は、７７．３Ｋにおける
測定のため、その測定を行なわなかった。また、得られ
た酸化物超電導膜の表面を観察したところ、図５（ａ）
に示すように、１μｍ以下の微細な結晶粒の集合体とな
っており、結晶粒界が明瞭に現われていた。
、その成膜速度が４μｍ／分であり、臨界温度が２５Ｋ
であった。なお、臨界電流密度は、７７．３Ｋにおける
測定のため、その測定を行なわなかった。また、得られ
た酸化物超電導膜の表面を観察したところ、図５（ａ）
に示すように、１μｍ以下の微細な結晶粒の集合体とな
っており、結晶粒界が明瞭に現われていた。
【００５４】次に、照射位置３４から１ｍｍ離れた位置
に酸素ガス供給口３７を位置させるように、内径２ｍｍ
の金属管からなる酸素ガス導管３６を配置した。酸素ガ
ス供給口３７から、３００ＳＣＣＭの酸素ガスを吹出し
、雰囲気圧力を上記比較例と同じ２００ｍＴｏｒｒとし
た。
に酸素ガス供給口３７を位置させるように、内径２ｍｍ
の金属管からなる酸素ガス導管３６を配置した。酸素ガ
ス供給口３７から、３００ＳＣＣＭの酸素ガスを吹出し
、雰囲気圧力を上記比較例と同じ２００ｍＴｏｒｒとし
た。
【００５５】得られた酸化物超電導膜は、その成膜速度
が４．２μｍ／分であり、臨界温度は８９Ｋであり、ま
た、７７．３Ｋにおける臨界電流密度は１．７×１０６
Ａ／ｃｍ２ であった。また、酸化物超電導膜の表面
を観察すると、図５（ｂ）に示すように、平滑化かつ緻
密化が図られ、結晶粒のつながりが増大している。なお
、図５（ｂ）においては、図解上の問題から、結晶粒界
らしきものを線で示したが、実際にはこのような線はほ
とんど見えなかった。
が４．２μｍ／分であり、臨界温度は８９Ｋであり、ま
た、７７．３Ｋにおける臨界電流密度は１．７×１０６
Ａ／ｃｍ２ であった。また、酸化物超電導膜の表面
を観察すると、図５（ｂ）に示すように、平滑化かつ緻
密化が図られ、結晶粒のつながりが増大している。なお
、図５（ｂ）においては、図解上の問題から、結晶粒界
らしきものを線で示したが、実際にはこのような線はほ
とんど見えなかった。
【００５６】実験例６
レーザ光３２のパルス繰返し周波数（Ｈｚ）を、１０、
２０、３０、４０、５０と変えながら、それぞれの場合
において、酸素ガスを導入した場合と酸素ガスを導入し
ない場合とについて、それぞれ成膜を試みた。それぞれ
の場合により得られた酸化物超電導膜の成膜速度（オン
グストローム／分）、７７．３Ｋにおける臨界電流密度
Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２ ）、および抵抗が零になる臨界温度
Ｔｃ（Ｋ）を測定し、その結果を以下の表３に示す。な
お、他の実験条件は、実験例５と同様である。
２０、３０、４０、５０と変えながら、それぞれの場合
において、酸素ガスを導入した場合と酸素ガスを導入し
ない場合とについて、それぞれ成膜を試みた。それぞれ
の場合により得られた酸化物超電導膜の成膜速度（オン
グストローム／分）、７７．３Ｋにおける臨界電流密度
Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２ ）、および抵抗が零になる臨界温度
Ｔｃ（Ｋ）を測定し、その結果を以下の表３に示す。な
お、他の実験条件は、実験例５と同様である。
【００５７】
【表３】
上記表３から、酸素ガスを導入した場合、成膜速度
が２０００オングストローム／分以上となっても、２０
００オングストローム／分未満の場合の超電導特性をほ
ぼ維持していることがわかる。酸素ガスを導入しない場
合には、成膜速度が高められるにつれて、超電導特性が
低下している。したがって、特に２０００オングストロ
ーム／分以上の成膜速度において比較したとき、酸素ガ
スを導入するこの発明の方法により得られた酸化物超電
導膜は、酸素ガスを導入せずに得た酸化物超電導膜に比
べて、優れた超電導特性を示しており、この発明は特に
高い成膜速度において顕著な効果を発揮することがわか
る。
が２０００オングストローム／分以上となっても、２０
００オングストローム／分未満の場合の超電導特性をほ
ぼ維持していることがわかる。酸素ガスを導入しない場
合には、成膜速度が高められるにつれて、超電導特性が
低下している。したがって、特に２０００オングストロ
ーム／分以上の成膜速度において比較したとき、酸素ガ
スを導入するこの発明の方法により得られた酸化物超電
導膜は、酸素ガスを導入せずに得た酸化物超電導膜に比
べて、優れた超電導特性を示しており、この発明は特に
高い成膜速度において顕著な効果を発揮することがわか
る。
【００５８】実験例７
ターゲット３１として、Ｙ１ Ｂａ２ Ｃｕ３ Ｏ７−
ｘ焼結体を用いた。レーザ光３２として、ＡｒＦ（波長
１９３ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲッ
ト３１上において４×８ｍｍ２のスポットサイズとなる
ように集光して照射した。ターゲット３１の照射位置３
４におけるエネルギ密度は、１．２Ｊ／ｃｍ２ となっ
た。また、基板３３として、ＭｇＯ単結晶を用い、その
温度を６００℃に設定した。
ｘ焼結体を用いた。レーザ光３２として、ＡｒＦ（波長
１９３ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲッ
ト３１上において４×８ｍｍ２のスポットサイズとなる
ように集光して照射した。ターゲット３１の照射位置３
４におけるエネルギ密度は、１．２Ｊ／ｃｍ２ となっ
た。また、基板３３として、ＭｇＯ単結晶を用い、その
温度を６００℃に設定した。
【００５９】まず、酸素供給口３７から酸素ガスの導入
を行なわずに、すなわち、成膜室内壁より酸素導入し、
成膜室全体を１５０ｍＴｏｒｒの酸素圧力状態として、
レーザ光３２の繰返し周波数を２００Ｈｚとしながら、
基板３３上に成膜した。
を行なわずに、すなわち、成膜室内壁より酸素導入し、
成膜室全体を１５０ｍＴｏｒｒの酸素圧力状態として、
レーザ光３２の繰返し周波数を２００Ｈｚとしながら、
基板３３上に成膜した。
【００６０】このようにして得られた酸化物超電導膜は
、その成膜速度が２．２μｍ／分であり、臨界温度が１
８Ｋであった。
、その成膜速度が２．２μｍ／分であり、臨界温度が１
８Ｋであった。
【００６１】これに対して、照射位置３４から０．５ｍ
ｍ離れた位置に酸素ガス供給口３７を位置させ、内径２
ｍｍの金属管からなる酸素ガス導管３６を配置し、酸素
ガス供給口３７から、２００ＳＣＣＭの酸素ガスを供給
し、雰囲気圧力を上記比較例と同じ１５０ｍＴｏｒｒと
しながら、成膜を行なった。
ｍ離れた位置に酸素ガス供給口３７を位置させ、内径２
ｍｍの金属管からなる酸素ガス導管３６を配置し、酸素
ガス供給口３７から、２００ＳＣＣＭの酸素ガスを供給
し、雰囲気圧力を上記比較例と同じ１５０ｍＴｏｒｒと
しながら、成膜を行なった。
【００６２】レーザ光３２の繰返し周波数は、上記比較
例と同じ２００Ｈｚとして得られた酸化物超電導膜は、
その成膜速度が２．７μｍ／分であり、臨界温度が９０
Ｋであり、また、７７．３Ｋにおける臨界電流密度が、
１．９×１０６ Ａ／ｃｍ２ であった。
例と同じ２００Ｈｚとして得られた酸化物超電導膜は、
その成膜速度が２．７μｍ／分であり、臨界温度が９０
Ｋであり、また、７７．３Ｋにおける臨界電流密度が、
１．９×１０６ Ａ／ｃｍ２ であった。
【００６３】図６には、この発明のさらに他の実施例を
実施している状態が示されている。酸化物超電導物質の
成分を含むターゲット４１には、レーザ光４２が照射さ
れる。ターゲット４１と対向して、基板４３が配置され
る。ターゲット４１にレーザ光４２が照射されたとき、
ターゲット４１におけるレーザ光４２の照射位置４４か
ら、原子および／または分子の状態で粒子が飛散する。 このような粒子の飛散に基づき、照射位置４４から基板
４３に向かって、レーザプラズマが発生する。
実施している状態が示されている。酸化物超電導物質の
成分を含むターゲット４１には、レーザ光４２が照射さ
れる。ターゲット４１と対向して、基板４３が配置され
る。ターゲット４１にレーザ光４２が照射されたとき、
ターゲット４１におけるレーザ光４２の照射位置４４か
ら、原子および／または分子の状態で粒子が飛散する。 このような粒子の飛散に基づき、照射位置４４から基板
４３に向かって、レーザプラズマが発生する。
【００６４】ターゲット４１上のレーザ光４２の照射位
置４４の近傍に酸素ガスを吹付けるように、酸素ガス導
管４５が、ターゲット４１の近くに設けられ、酸素ガス
導管４５の先端に与えられた酸素ガス供給口４６が、照
射位置４４の近くに位置される。
置４４の近傍に酸素ガスを吹付けるように、酸素ガス導
管４５が、ターゲット４１の近くに設けられ、酸素ガス
導管４５の先端に与えられた酸素ガス供給口４６が、照
射位置４４の近くに位置される。
【００６５】また、ターゲット４１と基板４３とのほぼ
中間位置には、たとえばリング状の電極４７が配置され
る。電極４７には、直流電力またはＲＦ電力が印加され
る。これによって、電極４７の周囲には、放電プラズマ
が発生され、この放電プラズマは、前述のレーザプラズ
マに重畳する。
中間位置には、たとえばリング状の電極４７が配置され
る。電極４７には、直流電力またはＲＦ電力が印加され
る。これによって、電極４７の周囲には、放電プラズマ
が発生され、この放電プラズマは、前述のレーザプラズ
マに重畳する。
【００６６】次に、図６に示した実施例に基づき行なっ
た実験例に基づいて説明する。 実験例８ ターゲット４１として、Ｙ１ Ｂａ２ Ｃｕ３ Ｏ７−
ｘの焼結体を用いた。レーザ光４２として、ＫｒＦ（波
長２４８ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲ
ット４１上において２ｍｍ×５ｍｍのスポットサイズと
なるように集光して照射した。ターゲット４１の照射位
置４４におけるレーザ光４２のエネルギ密度は、２．５
Ｊ／ｃｍ２ であった。また、基板４３として、ＭｇＯ
単結晶基板を用い、その温度を４５０℃に設定した。
た実験例に基づいて説明する。 実験例８ ターゲット４１として、Ｙ１ Ｂａ２ Ｃｕ３ Ｏ７−
ｘの焼結体を用いた。レーザ光４２として、ＫｒＦ（波
長２４８ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲ
ット４１上において２ｍｍ×５ｍｍのスポットサイズと
なるように集光して照射した。ターゲット４１の照射位
置４４におけるレーザ光４２のエネルギ密度は、２．５
Ｊ／ｃｍ２ であった。また、基板４３として、ＭｇＯ
単結晶基板を用い、その温度を４５０℃に設定した。
【００６７】また、照射位置４４から１ｍｍ離れた位置
に酸素ガス供給口４６を位置させるように、内径２ｍｍ
の金属管からなる酸素ガス導管４５を配置した。酸素ガ
ス供給口４６から、３００ＳＣＣＭの酸素ガスを吹出し
、雰囲気圧力を２００ｍＴｏｒｒとした。
に酸素ガス供給口４６を位置させるように、内径２ｍｍ
の金属管からなる酸素ガス導管４５を配置した。酸素ガ
ス供給口４６から、３００ＳＣＣＭの酸素ガスを吹出し
、雰囲気圧力を２００ｍＴｏｒｒとした。
【００６８】また、電極４７に、１３．５６ＭＨｚのＲ
Ｆ電力を印加することにより、リング状の電極４７の近
くに放電プラズマを発生させた。
Ｆ電力を印加することにより、リング状の電極４７の近
くに放電プラズマを発生させた。
【００６９】レーザ光４２の繰返し周波数を２００Ｈｚ
としながら、基板４３上に酸化物超電導膜の成膜を行な
った。このときの成膜速度は、３．５μｍ／分であった
。
としながら、基板４３上に酸化物超電導膜の成膜を行な
った。このときの成膜速度は、３．５μｍ／分であった
。
【００７０】得られた酸化物超電導膜は、抵抗が零とな
る臨界温度が８５Ｋであり、７７．３Ｋにおける臨界電
流密度が７．１×１０５ Ａ／ｃｍ２ であった。
る臨界温度が８５Ｋであり、７７．３Ｋにおける臨界電
流密度が７．１×１０５ Ａ／ｃｍ２ であった。
【００７１】比較のため、放電プラズマを発生させない
場合、成膜速度は３．４μｍ／分であり、得られた酸化
物超電導膜の臨界温度は６２Ｋであった。なお、臨界電
流密度は、７７．３Ｋにおける測定のため、その測定を
行なわなかった。
場合、成膜速度は３．４μｍ／分であり、得られた酸化
物超電導膜の臨界温度は６２Ｋであった。なお、臨界電
流密度は、７７．３Ｋにおける測定のため、その測定を
行なわなかった。
【００７２】上述した比較例において、優れた超電導特
性が得られなかったのは、特に基板４３の温度が４５０
℃と低かったためであると考えられる。参考のため、放
電プラズマを発生させないが、基板４３の温度を７００
℃にまで上げた場合、得られた酸化物超電導膜は、８９
Ｋの臨界温度を示し、また、７７．３Ｋにおける臨界電
流密度は１．７×１０６ Ａ／ｃｍ２ であった。
性が得られなかったのは、特に基板４３の温度が４５０
℃と低かったためであると考えられる。参考のため、放
電プラズマを発生させないが、基板４３の温度を７００
℃にまで上げた場合、得られた酸化物超電導膜は、８９
Ｋの臨界温度を示し、また、７７．３Ｋにおける臨界電
流密度は１．７×１０６ Ａ／ｃｍ２ であった。
【００７３】実験例９
レーザ光４２のパルス繰返し周波数（Ｈｚ）を、１０、
２０、３０、４０、５０と変えながら、それぞれの場合
において、放電プラズマを発生させる場合と放電プラズ
マを発生させない場合とについて、それぞれ成膜を試み
た。
２０、３０、４０、５０と変えながら、それぞれの場合
において、放電プラズマを発生させる場合と放電プラズ
マを発生させない場合とについて、それぞれ成膜を試み
た。
【００７４】放電プラズマを発生させる場合には、電極
４７に、＋３００Ｖの直流定電圧電源を結線し、電極４
７の近傍に放電プラズマを発生させた。
４７に、＋３００Ｖの直流定電圧電源を結線し、電極４
７の近傍に放電プラズマを発生させた。
【００７５】また、酸素ガスを、酸素ガス導管４８を介
して酸素ガス供給口４６から吹出させ、レーザアブレー
ションを行なう容器内のガス圧力を２００ｍＴｏｒｒと
するように、排気速度を調整した。また、基板４３の温
度を、４００℃に設定した。
して酸素ガス供給口４６から吹出させ、レーザアブレー
ションを行なう容器内のガス圧力を２００ｍＴｏｒｒと
するように、排気速度を調整した。また、基板４３の温
度を、４００℃に設定した。
【００７６】このようにして得られたそれぞれの酸化物
超電導膜の成膜速度（オングストローム／分）、７７．
３Ｋにおける臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２ ）、およ
び抵抗が零になる臨界温度Ｔｃ（Ｋ）を測定し、その結
果を以下の表４に示す。なお、他の実験条件は、実験例
８と同様である。
超電導膜の成膜速度（オングストローム／分）、７７．
３Ｋにおける臨界電流密度Ｊｃ（Ａ／ｃｍ２ ）、およ
び抵抗が零になる臨界温度Ｔｃ（Ｋ）を測定し、その結
果を以下の表４に示す。なお、他の実験条件は、実験例
８と同様である。
【００７７】
【表４】
上記表４から、基板４３の温度が４００℃と低い場
合であっても、放電プラズマを発生させた場合、成膜速
度の大小にかかわらず、優れた超電導特性を示している
ことがわかる。放電プラズマを発生しない場合には、全
体的に超電導特性が比較的悪く、特に成膜速度が高めら
れるにつれて、超電導特性が悪化している。２０００オ
ングストローム／分以上の成膜速度においては、放電プ
ラズマを発生させない場合、極めて劣った超電導特性し
か示さないか、あるいは実質的に超電導特性を示さない
試料しか得られていない。
合であっても、放電プラズマを発生させた場合、成膜速
度の大小にかかわらず、優れた超電導特性を示している
ことがわかる。放電プラズマを発生しない場合には、全
体的に超電導特性が比較的悪く、特に成膜速度が高めら
れるにつれて、超電導特性が悪化している。２０００オ
ングストローム／分以上の成膜速度においては、放電プ
ラズマを発生させない場合、極めて劣った超電導特性し
か示さないか、あるいは実質的に超電導特性を示さない
試料しか得られていない。
【００７８】したがって、特に２０００オングストロー
ム／分以上の成膜速度において比較したとき、放電プラ
ズマを発生させるこの実施例により得られた酸化物超電
導膜は、放電プラズマを発生させずに得た試料に比べて
、極めて優れた超電導特性を示しており、この実施例は
特に高い成膜速度において顕著な効果を発揮することが
わかる。
ム／分以上の成膜速度において比較したとき、放電プラ
ズマを発生させるこの実施例により得られた酸化物超電
導膜は、放電プラズマを発生させずに得た試料に比べて
、極めて優れた超電導特性を示しており、この実施例は
特に高い成膜速度において顕著な効果を発揮することが
わかる。
【００７９】実験例１０
ターゲット４１として、Ｙ１ Ｂａ２ Ｃｕ３ Ｏ７−
ｘ焼結体を用いた。レーザ光４２として、ＡｒＦ（波長
１９３ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲッ
ト４１上において３×６ｍｍ２のスポットサイズになる
ように集光して照射した。ターゲット４１の照射位置４
４におけるレーザ光４２のエネルギ密度は、１．２Ｊ／
ｃｍ２ であった。また、基板４３として、ＭｇＯ単結
晶基板を用い、その温度を５００℃に設定した。その他
の条件は、実験例８と同じであった。
ｘ焼結体を用いた。レーザ光４２として、ＡｒＦ（波長
１９３ｎｍ）エキシマレーザ光を用い、これをターゲッ
ト４１上において３×６ｍｍ２のスポットサイズになる
ように集光して照射した。ターゲット４１の照射位置４
４におけるレーザ光４２のエネルギ密度は、１．２Ｊ／
ｃｍ２ であった。また、基板４３として、ＭｇＯ単結
晶基板を用い、その温度を５００℃に設定した。その他
の条件は、実験例８と同じであった。
【００８０】電極４７にＲＦ電力を印加することにより
、放電プラズマを発生させるとともに、照射位置４４に
酸素ガス供給口４６から酸素ガスを吹出した状態で、成
膜を行なった。
、放電プラズマを発生させるとともに、照射位置４４に
酸素ガス供給口４６から酸素ガスを吹出した状態で、成
膜を行なった。
【００８１】レーザ光４２の繰返し周波数を２００Ｈｚ
として、２．７μｍ／分の成膜速度により得られた酸化
物超電導膜は、臨界温度が８４Ｋであり、７７．３Ｋに
おける臨界電流密度が４．８×１０５ Ａ／ｃｍ２ で
あった。
として、２．７μｍ／分の成膜速度により得られた酸化
物超電導膜は、臨界温度が８４Ｋであり、７７．３Ｋに
おける臨界電流密度が４．８×１０５ Ａ／ｃｍ２ で
あった。
【００８２】比較例として、放電プラズマを発生させな
い場合に得られた膜は、４．２Ｋ以上の温度では超電導
を示さなかった。
い場合に得られた膜は、４．２Ｋ以上の温度では超電導
を示さなかった。
【図１】この発明の一実施例を実施している状態を示す
図解的正面図である。
図解的正面図である。
【図２】この発明の他の実施例を実施している状態を示
す図解的正面図である。
す図解的正面図である。
【図３】図２に示した筒体１４に代えて用いられ得る筒
体１８を単独で示す破断斜視図である。
体１８を単独で示す破断斜視図である。
【図４】この発明のさらに他の実施例を実施している状
態を示す図解的正面図である。
態を示す図解的正面図である。
【図５】酸化物超電導膜の表面を拡大して示す図であり
、（ａ）は従来のレーザアブレーション法による場合を
示し、（ｂ）は図４に示した実施例による場合を示す。
、（ａ）は従来のレーザアブレーション法による場合を
示し、（ｂ）は図４に示した実施例による場合を示す。
【図６】この発明のさらに他の実施例を実施している状
態を示す図解的正面図である。
態を示す図解的正面図である。
１，９，３１，４１ ターゲット
２ａ レーザ源
２，１１，３２，４２ レーザ光
３，１０，３３，４３ 基板
４，１２ 照射スポット
６，３５ レーザプラズマ
７，１５，２２ 酸素ガス導入口
８，１６，２１，３６，４５ 導管
１４，１８ 筒体
１９ 壁
２０ 空洞
３４，４４ 照射位置
３７，４６ 酸素ガス供給口
４７ 電極
Claims (10)
- 【請求項１】 酸化物超電導物質の成分を含むターゲ
ットを用意し、前記ターゲットに対向するように基板を
配置し、前記ターゲットにレーザ光を照射し、それによ
って、レーザプラズマを発生させるとともに、前記ター
ゲットから粒子を飛散させ、前記飛散した粒子を前記基
板上に堆積させ、それによって酸化物超電導膜を前記基
板上に成膜し、前記レーザプラズマに向かって酸素ガス
を供給する、各ステップを備える、酸化物超電導膜の製
造方法。 - 【請求項２】 前記レーザプラズマを筒体によって取
囲むステップをさらに備える、請求項１に記載の酸化物
超電導膜の製造方法。 - 【請求項３】 酸化物超電導膜の成膜速度が２０００
オングストローム／分以上に選ばれる、請求項１または
２に記載の酸化物超電導膜の製造方法。 - 【請求項４】 前記レーザプラズマに向かって酸素ガ
スを供給するステップにおいて、前記ターゲット上の前
記レーザ光の照射位置近傍に前記酸素ガスを吹付ける、
請求項１ないし３のいずれかに記載の酸化物超電導膜の
製造方法。 - 【請求項５】 前記ターゲットと前記基板との間に電
極を設け、これによって前記電極の周囲に放電プラズマ
を発生させるステップをさらに備える、請求項１ないし
４のいずれかに記載の酸化物超電導膜の製造方法。 - 【請求項６】 前記基板の温度が６００℃未満に設定
される、請求項５に記載の酸化物超電導膜の製造方法。 - 【請求項７】 酸化物超電導物質の成分を含むターゲ
ットと、前記ターゲットにレーザ光を照射するためのレ
ーザ源と、前記ターゲットと対向するように配置される
基板と、前記レーザ光の照射により発生するレーザプラ
ズマに向かって酸素ガスを供給するための酸素ガス導入
口と、を備える、レーザアブレーション法を用いる酸化
物超電導膜の製造装置。 - 【請求項８】 前記酸素ガス導入口は、導管の先端に
設けられる、請求項７に記載の酸化物超電導膜の製造装
置。 - 【請求項９】 前記レーザプラズマを取囲むように配
置される筒体をさらに備え、前記酸素ガス導入口は、前
記筒体の内周面上に形成される、請求項７に記載の酸化
物超電導膜の製造装置。 - 【請求項１０】 前記筒体は、空洞を形成する中空構
造の壁を備え、前記空洞内には酸素ガスが導入され、前
記酸素ガス導入口は、前記筒体の内周面上に前記空洞と
連通するように複数個設けられた穴によって与えられる
、請求項９に記載の酸化物超電導膜の製造装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03040391A JP3192666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1991-02-25 | 酸化物超電導膜の製造方法および装置 |
| CA002037432A CA2037432C (en) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Method of and apparatus for preparing oxide superconducting film |
| DE69106742T DE69106742T2 (de) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Verfahren uund Vorrichtung zur Herstellung von dünnen Schichten aus supraleitendem Oxyd. |
| EP91103103A EP0444698B1 (en) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Method of and apparatus for preparing oxide superconducting film |
| US07/662,874 US5187148A (en) | 1990-03-02 | 1991-03-01 | Apparatus for preparing oxide superconducting film |
| US07/951,967 US5300485A (en) | 1990-03-02 | 1992-09-25 | Method of preparing oxide superconducting films by laser ablation |
| US07/952,928 US5334252A (en) | 1990-03-02 | 1992-09-25 | Method of and apparatus for preparing oxide superconducting film |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-52522 | 1990-03-02 | ||
| JP5252390 | 1990-03-02 | ||
| JP5252490 | 1990-03-02 | ||
| JP2-52523 | 1990-03-02 | ||
| JP5252290 | 1990-03-02 | ||
| JP2-52524 | 1990-03-02 | ||
| JP03040391A JP3192666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1991-02-25 | 酸化物超電導膜の製造方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214007A true JPH04214007A (ja) | 1992-08-05 |
| JP3192666B2 JP3192666B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=27459234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03040391A Expired - Fee Related JP3192666B2 (ja) | 1990-03-02 | 1991-02-25 | 酸化物超電導膜の製造方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5187148A (ja) |
| EP (1) | EP0444698B1 (ja) |
| JP (1) | JP3192666B2 (ja) |
| CA (1) | CA2037432C (ja) |
| DE (1) | DE69106742T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013136815A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Fujikura Ltd | レーザーアブレーション用ターゲットとそれを用いた酸化物超電導線材の製造方法および酸化物超電導線材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05302163A (ja) * | 1992-04-27 | 1993-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合酸化物超電導薄膜の成膜方法 |
| JP3255469B2 (ja) * | 1992-11-30 | 2002-02-12 | 三菱電機株式会社 | レーザ薄膜形成装置 |
| AU8070294A (en) * | 1993-07-15 | 1995-02-13 | President And Fellows Of Harvard College | Extended nitride material comprising beta -c3n4 |
| US5483037A (en) * | 1993-12-01 | 1996-01-09 | Martin Marietta Energy Systems, Inc. | Multiple target laser ablation system |
| AU4194896A (en) * | 1994-10-18 | 1996-05-06 | Edsi, Inc. | Apparatus for depositing a layer of material on a substrate |
| US5660746A (en) * | 1994-10-24 | 1997-08-26 | University Of South Florida | Dual-laser process for film deposition |
| US5509556A (en) * | 1994-11-17 | 1996-04-23 | International Business Machines Corporation | Process for forming apertures in a metallic sheet |
| US5458686A (en) * | 1995-03-03 | 1995-10-17 | Neocera, Inc. | Pulsed laser passive filter deposition system |
| WO2004088677A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | 酸化物超電導線材用金属基板、酸化物超電導線材及びその製造方法 |
| CN115504509B (zh) * | 2022-09-22 | 2023-05-23 | 西北有色金属研究院 | 一种pms基超导块体的制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58190813A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-07 | Toshiba Corp | 成膜装置 |
| JP2650910B2 (ja) * | 1987-04-22 | 1997-09-10 | 株式会社日立製作所 | 酸化物超伝導体薄膜の形成方法 |
| US5015492A (en) * | 1989-04-03 | 1991-05-14 | Rutgers University | Method and apparatus for pulsed energy induced vapor deposition of thin films |
| US5019552A (en) * | 1990-02-20 | 1991-05-28 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Long-laser-pulse method of producing thin films |
-
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- 1991-02-25 JP JP03040391A patent/JP3192666B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-01 US US07/662,874 patent/US5187148A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-01 CA CA002037432A patent/CA2037432C/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-01 EP EP91103103A patent/EP0444698B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-01 DE DE69106742T patent/DE69106742T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-25 US US07/952,928 patent/US5334252A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-25 US US07/951,967 patent/US5300485A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013136815A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Fujikura Ltd | レーザーアブレーション用ターゲットとそれを用いた酸化物超電導線材の製造方法および酸化物超電導線材 |
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| Publication number | Publication date |
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| DE69106742D1 (de) | 1995-03-02 |
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