JPH043476A - 超伝導装置 - Google Patents
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- JPH043476A JPH043476A JP2103032A JP10303290A JPH043476A JP H043476 A JPH043476 A JP H043476A JP 2103032 A JP2103032 A JP 2103032A JP 10303290 A JP10303290 A JP 10303290A JP H043476 A JPH043476 A JP H043476A
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Classifications
-
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- 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
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (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。
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)
本発明はジョセフソン効果を利用した高速トランジスタ
や微小電磁場センサなどに使用される超伝導装置に関す
るものである。
や微小電磁場センサなどに使用される超伝導装置に関す
るものである。
(従来の技術)
近年発見されたCu酸化物系超伝導体は転移温度が高い
ので応用上重要であるが、大きな結晶異方性を持ってお
り、応用上大きな障害になっている。たとえば、(RE
)Ba2Cu、07−x系超伝導体[但し、(RE)は
、Y、La等の希土類元素;X=Q−0,5]は、斜方
晶系で、C軸方向のコヒーレンス長が数オングストロー
ム、それに垂直方向のコヒーレンス長が数十オングスト
ロームと報告されている(ユウジマツダ(Y uji
Matuda)他:フィジカル・レビュー(Physi
cal Review)840巻、第7号ベージ5]7
6−5]79. (1989))。Bi、 Sr。
ので応用上重要であるが、大きな結晶異方性を持ってお
り、応用上大きな障害になっている。たとえば、(RE
)Ba2Cu、07−x系超伝導体[但し、(RE)は
、Y、La等の希土類元素;X=Q−0,5]は、斜方
晶系で、C軸方向のコヒーレンス長が数オングストロー
ム、それに垂直方向のコヒーレンス長が数十オングスト
ロームと報告されている(ユウジマツダ(Y uji
Matuda)他:フィジカル・レビュー(Physi
cal Review)840巻、第7号ベージ5]7
6−5]79. (1989))。Bi、 Sr。
Ca、Cuからなる酸化物超伝導体は、正方晶のペロブ
スカイト構造であり、また、T6. Ba、 Ca。
スカイト構造であり、また、T6. Ba、 Ca。
Cuの酸化物超伝導体も、正方晶系で、(RE)Ba2
Cu、o、−x系超伝導体(REは希土類元素)と類似
の結晶構造をもち、同様のコヒーレンス長を有している
と推定される。そこで、これら超伝導体の(001)面
上にジョセフソン接合を形成する場合、膜厚が数オング
ストロームの絶縁層を大面積で再現性よく作製せねばな
らず、実現は不可能である。そこで、ジョセフソン接合
の形成には、C軸が基板面に平行に配向した薄膜の作成
が必要である。薄膜の基板には、磁器、単結晶、アモル
ファス物質、金属等が用いられるが、酸化物の薄膜を作
成した場合、一般に基板の種類と作成条件ムこよって、
結晶の方位が変わりやすい、溶融石英は耐熱性に優れ熱
膨張係数が非常に小さいので基板としては優れているが
、アモルファス型であり、結晶性酸化物をその上に配向
させることは一般に困難である。またSlは半導体集積
回路基板として大量に使用されているが、共有結合の非
酸化物であるので、その上に酸化物をエピタキシャル的
に成長させることは困難である。上記の超伝導材料に関
しては、溶融石英およびSi上に特定の結晶軸が配向し
たという報告はない。
Cu、o、−x系超伝導体(REは希土類元素)と類似
の結晶構造をもち、同様のコヒーレンス長を有している
と推定される。そこで、これら超伝導体の(001)面
上にジョセフソン接合を形成する場合、膜厚が数オング
ストロームの絶縁層を大面積で再現性よく作製せねばな
らず、実現は不可能である。そこで、ジョセフソン接合
の形成には、C軸が基板面に平行に配向した薄膜の作成
が必要である。薄膜の基板には、磁器、単結晶、アモル
ファス物質、金属等が用いられるが、酸化物の薄膜を作
成した場合、一般に基板の種類と作成条件ムこよって、
結晶の方位が変わりやすい、溶融石英は耐熱性に優れ熱
膨張係数が非常に小さいので基板としては優れているが
、アモルファス型であり、結晶性酸化物をその上に配向
させることは一般に困難である。またSlは半導体集積
回路基板として大量に使用されているが、共有結合の非
酸化物であるので、その上に酸化物をエピタキシャル的
に成長させることは困難である。上記の超伝導材料に関
しては、溶融石英およびSi上に特定の結晶軸が配向し
たという報告はない。
(発明が解決しようとする課題)
基板にSiやSiO□を用いると基板に平行にC軸が配
向した超伝導薄膜は容易には得られない。
向した超伝導薄膜は容易には得られない。
S r T i○、単結晶を基板に用いると基板に平行
に(RE)Ba2Cu307−Xの(110)面が、す
なわちC軸が基板面に平行に配向した超伝導薄膜が得ら
れることは、よく知られている。(RE ) B a
2 C11]07−8の場合と同様にf3i25r2C
aCuzO,+x+BizSr’zCa2Cu30io
*x+ Tl1−Ba−Ca−Cu−0系の超伝導薄膜
が得られるものと推定できる。しかし、S r T 1
01単結晶は高価であるト、加工が困難である。Sio
2やSlは安価で加工も容易である。特にSi基板上に
作製することは既存の半導体デバイスとの結合が容易に
なり、産業上の利用価値は高い。
に(RE)Ba2Cu307−Xの(110)面が、す
なわちC軸が基板面に平行に配向した超伝導薄膜が得ら
れることは、よく知られている。(RE ) B a
2 C11]07−8の場合と同様にf3i25r2C
aCuzO,+x+BizSr’zCa2Cu30io
*x+ Tl1−Ba−Ca−Cu−0系の超伝導薄膜
が得られるものと推定できる。しかし、S r T 1
01単結晶は高価であるト、加工が困難である。Sio
2やSlは安価で加工も容易である。特にSi基板上に
作製することは既存の半導体デバイスとの結合が容易に
なり、産業上の利用価値は高い。
本発明は、溶融石英およびSlを用いて、基板に平行に
、(110)面が配向した、すなわち、基板に平行に[
001]軸が配向した組成式(RE)Ba2Cu30.
−x、B1−5r−Ca−Cu−0系、Tff2Ba7
Cu○G+XI Tff2Ba7CaCu2090X
I T (b、 B azCa2Cu、O,。5]、T
l2Ba2CaCu2O9+x、Tl2Ba2Ca2C
u5]、Tl2Ba2CaCu2O9+xO,5]、T
l2Ba2CaCu2O9+x5]、Tl2Ba2Ca
Cu2O9+x、あるいはTiN3a2Ca3Cu40
xo、s*xの超伝導薄膜を作製し、さらにはそれら超
伝導薄膜を用いた超伝導装置を得ることを目的とする。
、(110)面が配向した、すなわち、基板に平行に[
001]軸が配向した組成式(RE)Ba2Cu30.
−x、B1−5r−Ca−Cu−0系、Tff2Ba7
Cu○G+XI Tff2Ba7CaCu2090X
I T (b、 B azCa2Cu、O,。5]、T
l2Ba2CaCu2O9+x、Tl2Ba2Ca2C
u5]、Tl2Ba2CaCu2O9+xO,5]、T
l2Ba2CaCu2O9+x5]、Tl2Ba2Ca
Cu2O9+x、あるいはTiN3a2Ca3Cu40
xo、s*xの超伝導薄膜を作製し、さらにはそれら超
伝導薄膜を用いた超伝導装置を得ることを目的とする。
(課題を解決するための手段)
基板の表面に(110)配向したペロブスカイト構造の
酸化物薄膜を成長させたものを用いる。これは複合基板
であるがS r T i O3単結晶に比へると非常に
安価である。その基板に平行に(110)面が配向した
(RE)Ba2Cu:+0t−x系、 B1−5r−C
a−Cu−0系+ TC−Ba−Ca−Cu−○系超伝
導体を成膜させるものである。
酸化物薄膜を成長させたものを用いる。これは複合基板
であるがS r T i O3単結晶に比へると非常に
安価である。その基板に平行に(110)面が配向した
(RE)Ba2Cu:+0t−x系、 B1−5r−C
a−Cu−0系+ TC−Ba−Ca−Cu−○系超伝
導体を成膜させるものである。
(作 用)
非晶質、多結晶、およびS1単結晶単体の上に成膜した
(RE)Ba2Cu、07−X薄膜は、B i−S r
−Ca−Cu−0系、T&−Ba−Ca−Cu−0系超
伝導薄膜では、はとんど配向せず等方向である。しかし
ながら、非晶質5]02、あるいはSi単結晶上に作成
した(110)配向した5rTiO,等のペロブスカイ
ト酸化物薄膜上に薄膜を作成すると、その結晶軸に沿っ
て、エピタキシャル的に結晶軸がそろい、基板に平行に
(110)面が、すなわち[001]軸が配向した(R
E)Ba2Cu、07−5]、Tl2Ba2CaCu2
O9+xB1−5rCa−Cu−○系、 Tl2−Ba
−Ca−Cu−○系超伝導薄膜が得られる。その結果、
高性能の超伝導装置を再現性よく安価に提供することが
できる。
(RE)Ba2Cu、07−X薄膜は、B i−S r
−Ca−Cu−0系、T&−Ba−Ca−Cu−0系超
伝導薄膜では、はとんど配向せず等方向である。しかし
ながら、非晶質5]02、あるいはSi単結晶上に作成
した(110)配向した5rTiO,等のペロブスカイ
ト酸化物薄膜上に薄膜を作成すると、その結晶軸に沿っ
て、エピタキシャル的に結晶軸がそろい、基板に平行に
(110)面が、すなわち[001]軸が配向した(R
E)Ba2Cu、07−5]、Tl2Ba2CaCu2
O9+xB1−5rCa−Cu−○系、 Tl2−Ba
−Ca−Cu−○系超伝導薄膜が得られる。その結果、
高性能の超伝導装置を再現性よく安価に提供することが
できる。
(実施例)
基板として溶融石英およびSiを用いた。基板の大きさ
は15X10mm2で厚さは0.5mnである。表面を
鏡面研磨したのち5rTi○3薄膜をRF−マグ不トロ
ンスパンタリング法により作成した。
は15X10mm2で厚さは0.5mnである。表面を
鏡面研磨したのち5rTi○3薄膜をRF−マグ不トロ
ンスパンタリング法により作成した。
5rTi○、のターゲットには市販の高純度粉末を用い
た。超伝導体の結晶構造から、基板に平行に[001]
軸を配向させるには5rTiO,の(110)面が基板
に平行に配向していることが望ましい。基板温度を45
0〜750℃の範囲で変え、スパッタリングガスに90
%のアルゴン(Ar)と10%の酸素(02)の混合ガ
スを用い、ガス圧力が40mT、入力電力が200Wで
S r T i O3を4時間スパッタリングした。タ
ーゲットの直径は5インチ(12,7■)である。5r
Ti○、薄膜の結晶構造をX線回折によってしらべた。
た。超伝導体の結晶構造から、基板に平行に[001]
軸を配向させるには5rTiO,の(110)面が基板
に平行に配向していることが望ましい。基板温度を45
0〜750℃の範囲で変え、スパッタリングガスに90
%のアルゴン(Ar)と10%の酸素(02)の混合ガ
スを用い、ガス圧力が40mT、入力電力が200Wで
S r T i O3を4時間スパッタリングした。タ
ーゲットの直径は5インチ(12,7■)である。5r
Ti○、薄膜の結晶構造をX線回折によってしらべた。
600℃以下で作成すると基板に垂直に(110)面が
優勢に配向した薄膜が得られた。
優勢に配向した薄膜が得られた。
この結果は溶融石英、Sjで同しであった。超伝導薄膜
の作成には、SrTiO3を500℃で作成した基板を
用いた。
の作成には、SrTiO3を500℃で作成した基板を
用いた。
超伝導薄膜を5rTiO,が付いた基板と付いてない基
板の両方の表面にRFマグネトロンスパッタリング法で
作成し、5rTiO,薄膜の存在の効果をしらべた。タ
ーゲットの第1の組成は、 (RE)Ba2Cu、07
である。ただし、(RE)はY。
板の両方の表面にRFマグネトロンスパッタリング法で
作成し、5rTiO,薄膜の存在の効果をしらべた。タ
ーゲットの第1の組成は、 (RE)Ba2Cu、07
である。ただし、(RE)はY。
La、Nd、Sm、EIJI Gd+ DY+
Ha、Err Tm。
Ha、Err Tm。
Yb、Luのうちの一種類以上を含む。原料のY2O]
+ L a 20.、Nd20v+ Sm20.t+
Eu2O3゜Gd、O,5]、Tl2Ba2CaCu
2O9+xDyz○5]、Tl2Ba2CaCu2O9
+xHa、○y+Er、○J I Tm7 o31Yb
20.、Lu、03.BaC○5]、Tl2Ba2Ca
Cu2O9+xCuOを所定量。
+ L a 20.、Nd20v+ Sm20.t+
Eu2O3゜Gd、O,5]、Tl2Ba2CaCu
2O9+xDyz○5]、Tl2Ba2CaCu2O9
+xHa、○y+Er、○J I Tm7 o31Yb
20.、Lu、03.BaC○5]、Tl2Ba2Ca
Cu2O9+xCuOを所定量。
配合、混合し、900℃で12時間、空気中で焼成した
。
。
ターゲットの第2の組成は、Bi25r2CaCuzO
R+ Bi25r2Ca2Cu、O□、である。Bi2
O,。
R+ Bi25r2Ca2Cu、O□、である。Bi2
O,。
5rCO,、CaC0,、CuOを所定量、配合、混合
し、800℃で12時間、空気中で焼成した。これらは
焼成後、粉砕、混合しターゲットとした。ターゲットの
第3の組成は、TQ2Ba2Cub6゜T(i2Ba2
CaCu2011.T12Ba2Ca2Cu、○、。。
し、800℃で12時間、空気中で焼成した。これらは
焼成後、粉砕、混合しターゲットとした。ターゲットの
第3の組成は、TQ2Ba2Cub6゜T(i2Ba2
CaCu2011.T12Ba2Ca2Cu、○、。。
T12Ba2Ca2Cu、08.5.およびTl2Ba
2ca3cu40、。、5である。原料(7)’r22
0..BaC○、。
2ca3cu40、。、5である。原料(7)’r22
0..BaC○、。
CaC○5]、Tl2Ba2CaCu2O9+xCuO
を所定量、配合、混合し、ターゲットとした。ターゲッ
ト粉末は、銅皿に入れ、200kg/cnfの圧力でプ
レスした。
を所定量、配合、混合し、ターゲットとした。ターゲッ
ト粉末は、銅皿に入れ、200kg/cnfの圧力でプ
レスした。
溶融石英およびSl上に種々のスパッタリング条件で超
伝導薄膜を作成し、X線回折パターンの反射強度から最
適なスパッタリング条件を求めた。
伝導薄膜を作成し、X線回折パターンの反射強度から最
適なスパッタリング条件を求めた。
試みた条件は、(RE)Ba2CulOt−x系は基板
温度が600〜800℃、アルゴン/酸素が95]5〜
50150 。
温度が600〜800℃、アルゴン/酸素が95]5〜
50150 。
ガス圧力が4040−25O,入力パワーは2 W/a
+fである。最適条件は基板温度が700℃、アルゴン
/酸素が90/lo、ガス圧力が160n+ Tであっ
た。B i−S rCa−Cu−〇系は基板温度が60
0〜800℃、アルゴン/酸素が95/ 5−5015
0 、ガス圧力が40〜250mT。
+fである。最適条件は基板温度が700℃、アルゴン
/酸素が90/lo、ガス圧力が160n+ Tであっ
た。B i−S rCa−Cu−〇系は基板温度が60
0〜800℃、アルゴン/酸素が95/ 5−5015
0 、ガス圧力が40〜250mT。
入力パワーが2W/a#でスパッタリングを行なった。
またTff−Ba−Ca−Cu−0系は基板温度が40
0〜600℃、アルゴン/酸素が90/10 、ガス圧
力が80〜200mT、入力パワーはIW/dでスパッ
タリングした。時間はすべて6時間である。この条件で
S r T i○3の付いていない基板と付いている基
板に超伝導薄膜を成膜して1両者のX線回折から配向性
の比較を行なった。なお酸素量は格子定数の値からXの
値を次のように推定した。すなわち、(RE)Ba2C
u、07−、(X=O−0,5)、 Bi25r2Ca
CIJ、○5]、Tl2Ba2CaCu2O9+x5]
、Tl2Ba2CaCu2O9+x(X =0〜l)
、 B i2S r、 Ca、Cu、○、。1(X
〜0〜1..5) 、 ”IJ2B a、Cu0,4
.(X 〜0−0.5) 。
0〜600℃、アルゴン/酸素が90/10 、ガス圧
力が80〜200mT、入力パワーはIW/dでスパッ
タリングした。時間はすべて6時間である。この条件で
S r T i○3の付いていない基板と付いている基
板に超伝導薄膜を成膜して1両者のX線回折から配向性
の比較を行なった。なお酸素量は格子定数の値からXの
値を次のように推定した。すなわち、(RE)Ba2C
u、07−、(X=O−0,5)、 Bi25r2Ca
CIJ、○5]、Tl2Ba2CaCu2O9+x5]
、Tl2Ba2CaCu2O9+x(X =0〜l)
、 B i2S r、 Ca、Cu、○、。1(X
〜0〜1..5) 、 ”IJ2B a、Cu0,4
.(X 〜0−0.5) 。
’12Ba2CaCu、O1l5]、Tl2Ba2Ca
Cu2O9+x(X=O−1)、T12Ba2Ca2C
u、0.o、x(X、=Q 〜t、s)、 T(lB
a2Ca2CuJ○5]、Tl2Ba2CaCu2O9
+x6.AX =O〜L、5)およびTl2Ba2ca
、cu4015]、Tl2Ba2CaCu2O9+x.
5.x(X =O〜2)となった。
Cu2O9+x(X=O−1)、T12Ba2Ca2C
u、0.o、x(X、=Q 〜t、s)、 T(lB
a2Ca2CuJ○5]、Tl2Ba2CaCu2O9
+x6.AX =O〜L、5)およびTl2Ba2ca
、cu4015]、Tl2Ba2CaCu2O9+x.
5.x(X =O〜2)となった。
超伝導薄膜の成膜は、5mnX15nnの形状で行い、
X線回折パターンを観測したのち、RF−マグネトロン
スパッタリング法で超伝導薄膜上にPt電極を付けた。
X線回折パターンを観測したのち、RF−マグネトロン
スパッタリング法で超伝導薄膜上にPt電極を付けた。
電気抵抗は4端子法で測定した。電気抵抗と帯磁率の測
定から、(RE )Ba2Cu30t−x系は約90′
に以下で超伝導現象を示すことを確認した。B i2
S rz Ca Cu20 ll+xは約80’K。
定から、(RE )Ba2Cu30t−x系は約90′
に以下で超伝導現象を示すことを確認した。B i2
S rz Ca Cu20 ll+xは約80’K。
B i2S r2Ca2Cu、 01o+xは約110
’に以下で超伝導状態になった。また、Tl22Ba
2CuOG*x約85玉。
’に以下で超伝導状態になった。また、Tl22Ba
2CuOG*x約85玉。
T12Ba2Ca2u20.、xは約100 ’に、
Tl22Ba2Ca2Cu30io+xは約125χ、
Tl2Ba2CazCu3011.s+xは約115
’に、そしてT6Ba2Ca、Cu40to、s+x
は約120X以下で超伝導状態になった。
Tl22Ba2Ca2Cu30io+xは約125χ、
Tl2Ba2CazCu3011.s+xは約115
’に、そしてT6Ba2Ca、Cu40to、s+x
は約120X以下で超伝導状態になった。
Y B 82 Cu30 ?−Xの粉末のX線回折パタ
ーンを標準として測定し、薄膜の結果と比較する。粉末
の場合、(110)反射は32.85°にあり、(00
5)反射の20は38.54°にあり、その強度比は約
10:1であった。(110)面が基板に平行に配向し
ている度合を配向率とよび、0.IX I (110)
/[0,1x I (110)+ I (005)コと
した。配向率は、粉体のときは0.5となり、I(00
5)がゼロで1となる。したがって、薄膜の(110)
面が基板面に対して優勢に配向しているならば、配向率
は0.5より大きくなるはずである。また完全に(11
0)に配向しているならば、この値は1になる。B1−
8r−Ca−Cu−0系およびTl1−Ba−Ca−C
u−○糸材料の場合にも同様の評価を行った一0第1表
に溶融石英について5rTi○3が付いている場合と付
いていない場合の各組成の超伝導薄膜の配向率の比較を
示す。また第2表にSiを用いた場合の同様の結果を示
す。
ーンを標準として測定し、薄膜の結果と比較する。粉末
の場合、(110)反射は32.85°にあり、(00
5)反射の20は38.54°にあり、その強度比は約
10:1であった。(110)面が基板に平行に配向し
ている度合を配向率とよび、0.IX I (110)
/[0,1x I (110)+ I (005)コと
した。配向率は、粉体のときは0.5となり、I(00
5)がゼロで1となる。したがって、薄膜の(110)
面が基板面に対して優勢に配向しているならば、配向率
は0.5より大きくなるはずである。また完全に(11
0)に配向しているならば、この値は1になる。B1−
8r−Ca−Cu−0系およびTl1−Ba−Ca−C
u−○糸材料の場合にも同様の評価を行った一0第1表
に溶融石英について5rTi○3が付いている場合と付
いていない場合の各組成の超伝導薄膜の配向率の比較を
示す。また第2表にSiを用いた場合の同様の結果を示
す。
溶融石英およびSi表面に直接超伝導薄膜を作成すると
、配向率は約0.5以下であるが、溶融石英およびSi
にSrTiO3を作成してその上に超伝導薄膜を作成す
ると配向率は著しく増加することがわかる。
、配向率は約0.5以下であるが、溶融石英およびSi
にSrTiO3を作成してその上に超伝導薄膜を作成す
ると配向率は著しく増加することがわかる。
Ba2Cu、O。
8超伝導薄膜の(1
10)配向率
第2表 Si基板を用いた場合の(RE)B a2Cu
、07−11超伝導薄膜の(110)配向率第3表に溶
融石英について、第4表にSiについて5rTi○1が
付いている場合と付いていない場合の組成がB i、
S r2CaCu20sexの超伝導薄膜の配向率の比
較を示す。また第5表に溶融石英について、第6表にS
iについて5rTi○3が付いている場合と付いていな
い場合の組成がB1□5r2Ca2Cu30.。1の超
伝導薄膜の配向率の比較を示す。表の左端はスパッタリ
ング条件で、基板温度(℃)、アルゴン/酸素、ガス圧
力(mT)の順に示す。
、07−11超伝導薄膜の(110)配向率第3表に溶
融石英について、第4表にSiについて5rTi○1が
付いている場合と付いていない場合の組成がB i、
S r2CaCu20sexの超伝導薄膜の配向率の比
較を示す。また第5表に溶融石英について、第6表にS
iについて5rTi○3が付いている場合と付いていな
い場合の組成がB1□5r2Ca2Cu30.。1の超
伝導薄膜の配向率の比較を示す。表の左端はスパッタリ
ング条件で、基板温度(℃)、アルゴン/酸素、ガス圧
力(mT)の順に示す。
配向率はスパッタリング条件にかなり依存する。
しかし、溶融石英およびSi表面に直接超伝導薄膜を作
成すると、配向率は約0.5以下であるが、溶融石英お
よびSi上に5rTi○3を作成してその上に超伝導薄
膜を作成すると配向率は著しく増加することがわかる。
成すると、配向率は約0.5以下であるが、溶融石英お
よびSi上に5rTi○3を作成してその上に超伝導薄
膜を作成すると配向率は著しく増加することがわかる。
配向率が高い試料の室温における比抵抗は、かなり低い
。
。
第3表 溶融石英基板を用いた場合のB125r2Ca
Cu20.5]、Tl2Ba2CaCu2O9+x超伝
導薄膜の(110)配向率第5表 溶融石英基板を用い
た場合のB iz S r2Ca2Cu30、。1超伝
導薄膜の(110)配向率第・1表 81基板を用いた
場合のBi25r2CaCu2010、超伝導薄膜の(
110)配向率第6表 81基板を用いた場合のB i
、 S r、 Ca2Cu3o工。
Cu20.5]、Tl2Ba2CaCu2O9+x超伝
導薄膜の(110)配向率第5表 溶融石英基板を用い
た場合のB iz S r2Ca2Cu30、。1超伝
導薄膜の(110)配向率第・1表 81基板を用いた
場合のBi25r2CaCu2010、超伝導薄膜の(
110)配向率第6表 81基板を用いた場合のB i
、 S r、 Ca2Cu3o工。
や、超伝導薄膜の(110)配向率第7表に溶融石英と
81について、5rTiO,が付けている場合と付いて
いない場合の組成がTit、BazCuO6*xの超伝
導薄膜の配向率の比較を示す。第8表はT Q2B a
2Ca Cu208+K、第9表はTd2Ba2Ca、
Cu、○□。1第10表はTl1Ba、Ca2Cu30
g、s+xそして第11表はTi1Ba2Ca3Cu。
81について、5rTiO,が付けている場合と付いて
いない場合の組成がTit、BazCuO6*xの超伝
導薄膜の配向率の比較を示す。第8表はT Q2B a
2Ca Cu208+K、第9表はTd2Ba2Ca、
Cu、○□。1第10表はTl1Ba、Ca2Cu30
g、s+xそして第11表はTi1Ba2Ca3Cu。
○lQ、S+Xについての配向率の比較を示す。表の左
端はスパッタリング条件で、基板温度(℃)、ガス圧力
(mT)の順に示す。
端はスパッタリング条件で、基板温度(℃)、ガス圧力
(mT)の順に示す。
配向率はスパッタリング条件にかなり依存する。
しかし、溶融石英および5]表面に直接超伝導薄膜を作
成すると、配向率は0.35以下であるが溶融石英およ
びSl上にS r T iO3を作成してその上に超伝
導薄膜を作成すると配向率は著しく増加することがわか
る。
成すると、配向率は0.35以下であるが溶融石英およ
びSl上にS r T iO3を作成してその上に超伝
導薄膜を作成すると配向率は著しく増加することがわか
る。
第7表 T(zBa2CuO,x超伝導薄膜の(110
)配向率 第8表 Tρ2Ba2CaCu、064.l超伝導薄膜
の(110)配向率 第9表 TQ、Ba2Ca2Cu、O,5]、Tl2B
a2CaCu2O9+x、x超伝導薄膜の(110)配
向率第10表 T(!Ba2Ca2Cui○h、s+x
超伝導薄膜の(110)配向率 第1)表 TQBa2Ca、Cu、○、。%4に超伝導
薄膜の(110)配向率 上記実施例により得られた超伝導薄膜と、比較のために
S r T i O1単結晶基板上に作製した(001
)面が基板に平行に配向した超伝導薄膜を用いて5IS
I−ンネル接合を作製し特性を測定した。
)配向率 第8表 Tρ2Ba2CaCu、064.l超伝導薄膜
の(110)配向率 第9表 TQ、Ba2Ca2Cu、O,5]、Tl2B
a2CaCu2O9+x、x超伝導薄膜の(110)配
向率第10表 T(!Ba2Ca2Cui○h、s+x
超伝導薄膜の(110)配向率 第1)表 TQBa2Ca、Cu、○、。%4に超伝導
薄膜の(110)配向率 上記実施例により得られた超伝導薄膜と、比較のために
S r T i O1単結晶基板上に作製した(001
)面が基板に平行に配向した超伝導薄膜を用いて5IS
I−ンネル接合を作製し特性を測定した。
その結果5rTi○1m結晶上に作製した物ではジョセ
フソン特性が得られなかったが、本発明に基づく超伝導
薄膜を用いた物ではいずれも良好なジョセフソン特性が
得られ1本発明が再現性よく高性能のジョセフソン素子
を提供するものであることがわかった。
フソン特性が得られなかったが、本発明に基づく超伝導
薄膜を用いた物ではいずれも良好なジョセフソン特性が
得られ1本発明が再現性よく高性能のジョセフソン素子
を提供するものであることがわかった。
上記実施例では基板上に形成されたペロブスカイト化合
物として5rTi○、を用いた場合を示したが、これが
BaTiO2,あるいはCa T i O3゜NdGa
0.、A11GaO,といったその他のペロブスカイト
化合物でも同様の結果が得られることは明白である。ま
た、溶融石英上で得られた結果は例えばSi上に形成さ
れたSi○2膜上でも同様に得られることも明白である
。
物として5rTi○、を用いた場合を示したが、これが
BaTiO2,あるいはCa T i O3゜NdGa
0.、A11GaO,といったその他のペロブスカイト
化合物でも同様の結果が得られることは明白である。ま
た、溶融石英上で得られた結果は例えばSi上に形成さ
れたSi○2膜上でも同様に得られることも明白である
。
(発明の効果)
本発明によれば、非晶質Si○2やSi上に(11O)
配向したペロブスカイト構造の薄膜を付着させたものを
基板として用いることによって、基板面に平行に(11
0)配向した臨界温度が80〜125Xの酸化物超伝導
薄膜を形成でき、さらにはこの構成を用いて超伝導装置
を容易に、かつ安価に提供でき、その実用上の効果は極
めて大である。
配向したペロブスカイト構造の薄膜を付着させたものを
基板として用いることによって、基板面に平行に(11
0)配向した臨界温度が80〜125Xの酸化物超伝導
薄膜を形成でき、さらにはこの構成を用いて超伝導装置
を容易に、かつ安価に提供でき、その実用上の効果は極
めて大である。
特許出願人 松下電器産業株式会社
Claims (4)
- (1)SiあるいはSiO_2上に(110)面が基板
面に平行に成長したペロブスカイト構造の酸化物薄膜と
、前記酸化物薄膜上に作成した組成が(RE)Ba_2
Cu_3O_7_−_x[但し、(RE)はY、La、
Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Y
b、Luのうちの一種類以上を含む。X=0〜0.5]
からなる薄膜を有することを特徴とする超伝導装置。 - (2)SiあるいはSiO_2上に(110)面が基板
面に平行に成長したペロブスカイト構造の酸化物薄膜と
、前記酸化物薄膜上に作製した組成がBi_2Sr_2
CaCu_2O_8_+_x[X=0〜1]あるいはB
i_2Sr_2Ca_2Cu_3O_1_0_+_x[
X=0〜1.5]からなる薄膜を有することを特徴とす
る超伝導装置。 - (3)SiあるいはSiO_2上に(110)面が基板
面に平行に成長したペロブスカイト構造の酸化物薄膜と
、前記酸化物薄膜上に作製した組成がTl_2、Ba_
2CuO_6_+_x[X=0〜0.5]、Tl_2B
a_2CaCu_2O_9_+_x[X=0〜1]、T
l_2Ba_2Ca_2Cu_3O_1_0_+_x[
X=0〜1.5]、TlBa_2Ca_2Cu_3O_
8_._5_+_x[X=0〜1.5]あるいはTlB
a_2Ca_3Cu_4O_1_0_._5_+_x[
X=0〜2]からなる薄膜を有することを特徴とする超
伝導装置。 - (4)請求項(1)、(2)または(3)記載のペロブ
スカイト構造の薄膜がSrTiO_3であることを特徴
とする超伝導装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2103032A JPH043476A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 超伝導装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2103032A JPH043476A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 超伝導装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH043476A true JPH043476A (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=14343320
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2103032A Pending JPH043476A (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 超伝導装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH043476A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9395012B2 (en) | 2012-06-18 | 2016-07-19 | Launchpoint Technologies, Inc. | Electromagnetic valve apparatus with nonlinear spring |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2103032A patent/JPH043476A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9395012B2 (en) | 2012-06-18 | 2016-07-19 | Launchpoint Technologies, Inc. | Electromagnetic valve apparatus with nonlinear spring |
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