JPH04231325A - Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法 - Google Patents
Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法Info
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- JPH04231325A JPH04231325A JP2408879A JP40887990A JPH04231325A JP H04231325 A JPH04231325 A JP H04231325A JP 2408879 A JP2408879 A JP 2408879A JP 40887990 A JP40887990 A JP 40887990A JP H04231325 A JPH04231325 A JP H04231325A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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】本発明は実用化が期待される酸化
物高温超伝導体による回路配線について、配線化に伴う
電気的特性の劣化を低く抑える配線パターン作製方法に
関するものであり、さらに詳しく述べるならば、Ｂｉ−
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体を薄膜の配線と
するときに起こる電気的特性劣化を防止できる該薄膜の
作製方法に関する。
物高温超伝導体による回路配線について、配線化に伴う
電気的特性の劣化を低く抑える配線パターン作製方法に
関するものであり、さらに詳しく述べるならば、Ｂｉ−
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体を薄膜の配線と
するときに起こる電気的特性劣化を防止できる該薄膜の
作製方法に関する。
【０００２】超伝導配線は直流では電気抵抗を零にでき
るため、損失なく電流を流すことができ、また高周波で
もエネルギー損失が極めて少なく電流を流すことができ
る。このため、超電導体は高性能な配線材料として期待
されている。
るため、損失なく電流を流すことができ、また高周波で
もエネルギー損失が極めて少なく電流を流すことができ
る。このため、超電導体は高性能な配線材料として期待
されている。
【０００３】
【従来の技術】超伝導厚膜配線パターンを形成するには
、配線導体を主成分としたペーストを印刷技術により基
板上に印刷パターンを作製、焼成するという方法がとら
れている。また別の方法によれば超伝導薄膜配線パター
ンは酸化物の材料の薄膜を蒸着、スパッタリング等によ
り形成するが、その後に炉でアニールすると超伝導相が
形成され、膜の電気的特性も良くなる。
、配線導体を主成分としたペーストを印刷技術により基
板上に印刷パターンを作製、焼成するという方法がとら
れている。また別の方法によれば超伝導薄膜配線パター
ンは酸化物の材料の薄膜を蒸着、スパッタリング等によ
り形成するが、その後に炉でアニールすると超伝導相が
形成され、膜の電気的特性も良くなる。
【０００４】一方Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系
超伝導膜は、大気中でバルクと同様に焼成することによ
って、高温超伝導特性をもつ１１０Ｋ相が生成されるが
、バルクの焼成よりもＰｂの蒸発が起こり易く、Ｐｂの
蒸発が急激であるときには８０Ｋ相が混在し、膜の電気
的特性が悪くなる。これは、配線に沿ってＢｉ−Ｐｂ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜をカバーで覆ってＰｂ
の蒸発を抑制して焼成することにより改善できる。また
Ｐｂの蒸発を抑制することにより、１１０Ｋ相の結晶の
粒径も大きくなり、膜の緻密さを低下させる粒界が少な
くなるので、膜が緻密になる。
超伝導膜は、大気中でバルクと同様に焼成することによ
って、高温超伝導特性をもつ１１０Ｋ相が生成されるが
、バルクの焼成よりもＰｂの蒸発が起こり易く、Ｐｂの
蒸発が急激であるときには８０Ｋ相が混在し、膜の電気
的特性が悪くなる。これは、配線に沿ってＢｉ−Ｐｂ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜をカバーで覆ってＰｂ
の蒸発を抑制して焼成することにより改善できる。また
Ｐｂの蒸発を抑制することにより、１１０Ｋ相の結晶の
粒径も大きくなり、膜の緻密さを低下させる粒界が少な
くなるので、膜が緻密になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｐｂの蒸発を抑制する
方法は上記のように粒径が大きくなり、膜が緻密になる
利点がある反面、微量の１０Ｋ相が生成し、膜の電気的
特性を悪化させる場合がある。したがって、本発明は緻
密であり、ほぼ１１０Ｋ相単相であるＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法を提供すること
を目的とする。
方法は上記のように粒径が大きくなり、膜が緻密になる
利点がある反面、微量の１０Ｋ相が生成し、膜の電気的
特性を悪化させる場合がある。したがって、本発明は緻
密であり、ほぼ１１０Ｋ相単相であるＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＢｉ−Ｐｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法において
は、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜に対
し、Ｐｂ雰囲気中で焼成を施した後、大気中での焼成を
施す。
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法において
は、Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜に対
し、Ｐｂ雰囲気中で焼成を施した後、大気中での焼成を
施す。
【０００７】Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝
導膜は「従来の技術」の欄で説明した方法により酸化物
膜として成膜し、その後８００〜９００℃にて焼成を行
う。この焼成は超伝導相の結晶を生成するとともにその
粒を成長させるために少なくとも１０〜２０時間行うこ
とが好ましい。結晶粒はできるだけ大きい方が好ましい
が２０〜５０μｍの平均粒径が現実的な焼成時間で得ら
れる。
導膜は「従来の技術」の欄で説明した方法により酸化物
膜として成膜し、その後８００〜９００℃にて焼成を行
う。この焼成は超伝導相の結晶を生成するとともにその
粒を成長させるために少なくとも１０〜２０時間行うこ
とが好ましい。結晶粒はできるだけ大きい方が好ましい
が２０〜５０μｍの平均粒径が現実的な焼成時間で得ら
れる。
【０００８】上記したＰｂ雰囲気は、ＰｂもしくはＰｂ
Ｏ蒸気を焼成炉内に炉外の蒸気源から流入させることも
できるが、Ｐｂ雰囲気をつくりだすためにＢｉ−Ｐｂ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜に接触しない程度に接
近させたカバーをつけることによりＰｂの蒸発を抑え、
膜近くでのＰｂ蒸気圧を高くすることにより作りだすこ
とができる。
Ｏ蒸気を焼成炉内に炉外の蒸気源から流入させることも
できるが、Ｐｂ雰囲気をつくりだすためにＢｉ−Ｐｂ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜に接触しない程度に接
近させたカバーをつけることによりＰｂの蒸発を抑え、
膜近くでのＰｂ蒸気圧を高くすることにより作りだすこ
とができる。
【０００９】また、Ｐｂ雰囲気を作りだすためにＢｉ−
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜を焼成する炉の
中に、例えば被処理材料の２倍以上の大量のＢｉ−Ｐｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導バルクを置くことによ
り膜近くでのＰｂ蒸気圧を高くすることができる。
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜を焼成する炉の
中に、例えば被処理材料の２倍以上の大量のＢｉ−Ｐｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導バルクを置くことによ
り膜近くでのＰｂ蒸気圧を高くすることができる。
【００１０】図１は、本発明法におけるＰｂ雰囲気中で
の焼成法の説明図である。図中１はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜を、２は前記膜を密閉もしく
はほぼ密閉した形で覆うカバーを、３は基板を示してい
る。２のカバーが超伝導膜の成分がＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜から蒸発することを防いでい
る。まず図１の状態で膜を焼成し、次にカバーをはずし
て大気中で焼成を行う。
の焼成法の説明図である。図中１はＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜を、２は前記膜を密閉もしく
はほぼ密閉した形で覆うカバーを、３は基板を示してい
る。２のカバーが超伝導膜の成分がＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜から蒸発することを防いでい
る。まず図１の状態で膜を焼成し、次にカバーをはずし
て大気中で焼成を行う。
【００１１】大気中焼成の温度は８２０〜８８０℃の範
囲が好ましく、Ｐｂ雰囲気中焼成の温度と同じであって
もよいし、異なっていても良い。
囲が好ましく、Ｐｂ雰囲気中焼成の温度と同じであって
もよいし、異なっていても良い。
【００１２】
【作用】Ｐｂの蒸発を抑制せずに数十時間焼成した場合
には、図２（図中の数字１０は１９μｍの長さを示す。 図３においても同様。）のように超伝導体の結晶粒径は
小さいが、Ｐｂの蒸発を抑制して数十時間焼成した場合
には、図３のように超伝導体の結晶粒は大きく成長して
いる。したがって、Ｐｂの蒸発を抑制することによって
、超伝導の妨げとなる粒界を少なくして、膜の電気的特
性が良好になることが分かる。
には、図２（図中の数字１０は１９μｍの長さを示す。 図３においても同様。）のように超伝導体の結晶粒径は
小さいが、Ｐｂの蒸発を抑制して数十時間焼成した場合
には、図３のように超伝導体の結晶粒は大きく成長して
いる。したがって、Ｐｂの蒸発を抑制することによって
、超伝導の妨げとなる粒界を少なくして、膜の電気的特
性が良好になることが分かる。
【００１３】また、Ｐｂの蒸発を抑制して８４０〜８９
０℃で数十時間焼成した場合には、図４に示すようにほ
ぼ１１０Ｋ相単相になるが、まだ８０Ｋ相が残り、さら
に、Ｔｃ，Ｊｃを大きく低下させる１０Ｋ相もわずかに
生成していることが分かる。図５に、Ｂｉ０．７ Ｐｂ
ｘ Ｓｒ１ Ｃａ１ Ｃｕ１．８ Ｏｘ 組成の粉末を
、（ａ）ｘ＝０．３（ｂ）ｘ＝０．４（ｃ）ｘ＝０．５
（ｄ）ｘ＝０．６と組成を変化させ８００〜８５０℃で
５時間焼成した場合のＸ線回折結果を示す。
０℃で数十時間焼成した場合には、図４に示すようにほ
ぼ１１０Ｋ相単相になるが、まだ８０Ｋ相が残り、さら
に、Ｔｃ，Ｊｃを大きく低下させる１０Ｋ相もわずかに
生成していることが分かる。図５に、Ｂｉ０．７ Ｐｂ
ｘ Ｓｒ１ Ｃａ１ Ｃｕ１．８ Ｏｘ 組成の粉末を
、（ａ）ｘ＝０．３（ｂ）ｘ＝０．４（ｃ）ｘ＝０．５
（ｄ）ｘ＝０．６と組成を変化させ８００〜８５０℃で
５時間焼成した場合のＸ線回折結果を示す。
【００１４】図５に示される結果は、Ｐｂの量が増加す
るにつれて８０Ｋ相が減少し、１０Ｋ相が増加している
ことを示している。Ｐｂの含有量ｘが多いということは
Ｐｂの蒸気圧が高い場合に相当するから、Ｐｂ蒸気圧が
高いと１０Ｋ相が生成するので、１０Ｋ相を生成させな
いためにはＰｂの蒸気圧を小さくするべきであると言え
る。図２〜図５に示される結果をふまえて、まず、Ｐｂ
の蒸気圧の高い状況で焼成を行うことで結晶粒を成長さ
せ、１１０Ｋ相を徐々に増加させ、次に、Ｐｂの蒸気圧
の低い状況で焼成を行うことにより、残りの８０Ｋ相、
１０Ｋ相が減少することが予想される。
るにつれて８０Ｋ相が減少し、１０Ｋ相が増加している
ことを示している。Ｐｂの含有量ｘが多いということは
Ｐｂの蒸気圧が高い場合に相当するから、Ｐｂ蒸気圧が
高いと１０Ｋ相が生成するので、１０Ｋ相を生成させな
いためにはＰｂの蒸気圧を小さくするべきであると言え
る。図２〜図５に示される結果をふまえて、まず、Ｐｂ
の蒸気圧の高い状況で焼成を行うことで結晶粒を成長さ
せ、１１０Ｋ相を徐々に増加させ、次に、Ｐｂの蒸気圧
の低い状況で焼成を行うことにより、残りの８０Ｋ相、
１０Ｋ相が減少することが予想される。
【００１５】上記とは逆に、まず、Ｐｂ蒸気圧が低い条
件で焼成を行うと８０Ｋ相が増加し、次にＰｂ蒸気圧が
高い条件で焼成を行うと１１０Ｋ層が増加するが、８０
Ｋ相はかなり残ってしまい、所期の結果を得ることがで
きない。
件で焼成を行うと８０Ｋ相が増加し、次にＰｂ蒸気圧が
高い条件で焼成を行うと１１０Ｋ層が増加するが、８０
Ｋ相はかなり残ってしまい、所期の結果を得ることがで
きない。
【００１６】
【実施例】ＭｇＯ単結晶基板上にＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系ペースト（Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ：＝０．７：０．３：１：１：１．０）を用い幅５ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍの厚膜をスクリーン印刷し乾燥する。 この乾燥試料を、図１のようにＭｇＯ基板でカバーして
、大気中８４０〜８９０℃で数十時間焼成する。焼成後
の結果は図６の（ａ）のようになり、８０Ｋ相、１０Ｋ
相が残っている。その後、カバーなしで８４０〜８９０
℃で数時間焼成する。焼成後の結果は図６の（ｂ）のよ
うになり、８０Ｋ相、１０Ｋ相は大きく減少している。
ａ−Ｃｕ−Ｏ系ペースト（Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕ：＝０．７：０．３：１：１：１．０）を用い幅５ｍ
ｍ、長さ１５ｍｍの厚膜をスクリーン印刷し乾燥する。 この乾燥試料を、図１のようにＭｇＯ基板でカバーして
、大気中８４０〜８９０℃で数十時間焼成する。焼成後
の結果は図６の（ａ）のようになり、８０Ｋ相、１０Ｋ
相が残っている。その後、カバーなしで８４０〜８９０
℃で数時間焼成する。焼成後の結果は図６の（ｂ）のよ
うになり、８０Ｋ相、１０Ｋ相は大きく減少している。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によればＢｉ−
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜において、緻密
で、ほぼ１１０Ｋ相単相であり、特に１０Ｋ相の少ない
膜を作製できるという効果がある。
Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜において、緻密
で、ほぼ１１０Ｋ相単相であり、特に１０Ｋ相の少ない
膜を作製できるという効果がある。
【図１】本発明法におけるＰｂ雰囲気中焼成の説明図で
ある。
ある。
【図２】Ｐｂの蒸発を抑制しなかった場合のＢｉ系超伝
導膜の金属組織を示す顕微鏡写真である。
導膜の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図３】Ｐｂの蒸発を抑制した場合のＢｉ系超伝導膜の
金属組織を示す顕微鏡写真である。
金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図４】Ｐｂの蒸発を抑制して、８４０〜８９０℃で数
十時間焼成したＢｉ系超伝導体のＸ線回折図である。
十時間焼成したＢｉ系超伝導体のＸ線回折図である。
【図５】８００〜８５０℃で５時間焼成したＢｉ０．７
ＰｂｘＳｒ１ Ｃａ１ Ｃｕ１．８ Ｏｘ 系超伝導
体のＸ線回折図である。
ＰｂｘＳｒ１ Ｃａ１ Ｃｕ１．８ Ｏｘ 系超伝導
体のＸ線回折図である。
【図６】Ｂｉ系超伝導膜のＸ線回折図であり、（ａ）は
従来例、（ｂ）は本発明実施例に相当する。
従来例、（ｂ）は本発明実施例に相当する。
【符合の説明】１ Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超伝導膜 ２ カバー ３ 基板
ｕ−Ｏ系超伝導膜 ２ カバー ３ 基板
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系
超伝導膜に対し、Ｐｂ雰囲気中での焼成を施した後、大
気中での焼成を施すことを特徴とするＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法。 - 【請求項２】 前記Ｐｂ雰囲気をつくりだすためにＢ
ｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜に接触しな
い程度に接近させたカバーにより、焼成中のＢｉ−Ｐｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜を被覆する請求項１
記載のＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の
作製方法。 - 【請求項３】 前記Ｐｂ雰囲気をつくりだすためにＢ
ｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜を焼成する
炉の中にＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導バ
ルクを置く請求項１記載のＢｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408879A JPH04231325A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408879A JPH04231325A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04231325A true JPH04231325A (ja) | 1992-08-20 |
Family
ID=18518277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2408879A Withdrawn JPH04231325A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | Ｂｉ−Ｐｂ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04231325A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110364300A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-22 | 深圳供电局有限公司 | 一种3D打印Bi系高温超导电路及其制备方法 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2408879A patent/JPH04231325A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110364300A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-22 | 深圳供电局有限公司 | 一种3D打印Bi系高温超导电路及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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