JPH0474714A - Ti系超伝導材料 - Google Patents
Ti系超伝導材料Info
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- JPH0474714A JPH0474714A JP2181204A JP18120490A JPH0474714A JP H0474714 A JPH0474714 A JP H0474714A JP 2181204 A JP2181204 A JP 2181204A JP 18120490 A JP18120490 A JP 18120490A JP H0474714 A JPH0474714 A JP H0474714A
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Landscapes
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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]
本発明は配線、電磁波センサー、超伝導トランジスタ、
電流制御素子、超伝導マグネット等に用いる超伝導材料
に関する。
電流制御素子、超伝導マグネット等に用いる超伝導材料
に関する。
[従来の技術]
現在安定性、再現性共にあり世界で公認されている最も
高い臨界温度を持つ超伝導物貿はArkansas大学
のA、M、Hermannらの発見したTl−M−Cu
−0系(ここでMはアルカリ土類を示す)である。主た
る化合物の組成はT12Ba2Ca2Cu30Xであり
詳細はPhycica Review Lette
rs Vol、60 No16 pp1657、
JapaneseJounal Of Appli
ed Physics Vol、27 No5
1988 ppL804等に述べられている。この物
質は120に以上の臨界温度を持つため液体窒素(77
K)を冷却剤として使用した場合Y系やBi系に較べ大
きなマージンがとれ幅広い応用が期待されている。
高い臨界温度を持つ超伝導物貿はArkansas大学
のA、M、Hermannらの発見したTl−M−Cu
−0系(ここでMはアルカリ土類を示す)である。主た
る化合物の組成はT12Ba2Ca2Cu30Xであり
詳細はPhycica Review Lette
rs Vol、60 No16 pp1657、
JapaneseJounal Of Appli
ed Physics Vol、27 No5
1988 ppL804等に述べられている。この物
質は120に以上の臨界温度を持つため液体窒素(77
K)を冷却剤として使用した場合Y系やBi系に較べ大
きなマージンがとれ幅広い応用が期待されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら前記超伝導材料の臨界電流密度は■多結晶
になり易い材料であると共に結晶粒界部に電流を阻害す
る第2相が析出し易い。
になり易い材料であると共に結晶粒界部に電流を阻害す
る第2相が析出し易い。
■コヒーレンス長さが短いため粒界部の影響を受は易い
。
。
■異方性が強い。 (結晶を配向させる必要がある)
等の理由により大変低いものであった。その値はコンス
タントに得られる値で薄膜は10’A/Cm2台、線材
は103A/cm2台前半が一般的であった。 通常臨
界電流密度は薄膜を主体としたエレクトロニクスへの応
用で106A / c m 2以上、線材を主体とした
重電機器への応用で105A/Cm2以上必要と言われ
ているがこの様に値はまだ2桁も差がある。これらの対
策として超伝導物質の単結晶化があるが単結晶化は大口
径化が困難であるだけでなくコストが非常に高くなるた
め実用化に向けては多結晶に於て臨界電流密度を上げる
必要がある。
タントに得られる値で薄膜は10’A/Cm2台、線材
は103A/cm2台前半が一般的であった。 通常臨
界電流密度は薄膜を主体としたエレクトロニクスへの応
用で106A / c m 2以上、線材を主体とした
重電機器への応用で105A/Cm2以上必要と言われ
ているがこの様に値はまだ2桁も差がある。これらの対
策として超伝導物質の単結晶化があるが単結晶化は大口
径化が困難であるだけでなくコストが非常に高くなるた
め実用化に向けては多結晶に於て臨界電流密度を上げる
必要がある。
また超伝導トランジスターやジョセフソン素子では数n
mと極めて薄い絶縁層を形成しなくてはならないため表
面は平滑であることが必要であるが現状は数十nmの凹
凸を持っていた。
mと極めて薄い絶縁層を形成しなくてはならないため表
面は平滑であることが必要であるが現状は数十nmの凹
凸を持っていた。
本発明はこの様な問題を解決するものであり、その目的
とするところは製造コストの安い多結晶体に於て高い臨
界電流密度を持つと共に薄膜ではデバイス化に必要な表
面モホロジーを確保したTl系超伝導材料を得んとする
ものである。
とするところは製造コストの安い多結晶体に於て高い臨
界電流密度を持つと共に薄膜ではデバイス化に必要な表
面モホロジーを確保したTl系超伝導材料を得んとする
ものである。
[課題を解決するための手段]
T l−M−Cu−0系超伝導物質(ここでMはアルカ
リ土類元素を示す)にMoまたはWを添加したこと、そ
の添加量は好ましくはMoとWをAで表すときA /
Cuは0.005〜0.07の範囲内であること、また
超伝導材料の形態が好ましくは薄膜であることを特徴と
する。
リ土類元素を示す)にMoまたはWを添加したこと、そ
の添加量は好ましくはMoとWをAで表すときA /
Cuは0.005〜0.07の範囲内であること、また
超伝導材料の形態が好ましくは薄膜であることを特徴と
する。
[実施例]
以下実施例に従い本発明の詳細な説明する。
実施例−1
最初にスパッタ法により作製した薄膜を例に説明する。
先ずターゲットを作る。所定量の酢酸第二銅、酢酸タリ
ウム、酢酸バリウム、酢酸カルシューム、五塩化モリブ
デンを純水中に入れ溶解させた後150°Cに加熱し水
分を除去する。次に270°C空気中で有機を燃焼させ
酸化物の混合粉末を作る。
ウム、酢酸バリウム、酢酸カルシューム、五塩化モリブ
デンを純水中に入れ溶解させた後150°Cに加熱し水
分を除去する。次に270°C空気中で有機を燃焼させ
酸化物の混合粉末を作る。
ここで純水中に溶解させるのは市販の酸化物粉末を混合
させるものより分散性が良いためである。
させるものより分散性が良いためである。
次にこの粉末を300kg/am2で加圧成形、800
〜865℃アルゴン酸素混合ガス雰酸素中で1時間焼成
、組成ずれの多い表面層除去し2インチ厚さ3mmのタ
ーゲットを得る。
〜865℃アルゴン酸素混合ガス雰酸素中で1時間焼成
、組成ずれの多い表面層除去し2インチ厚さ3mmのタ
ーゲットを得る。
次にRFマグネトロンスパッタでMg0(100)単結
晶基板上に上記ターゲットを用い薄膜を形成する。この
時の成膜条件は、初期真空度: l・8〜2.3*lO
−’Torr、使用ガス: アルゴン(70%)酸素(
30%)の混合ガス、出力100〜155W、スパッタ
時のガス圧:1.5〜3.2*lO−”Torr、基板
温度= 150°C1成膜速度: 4ゞ8nm/min
、 膜厚3000〜3500人である。尚基板は表面
粗さのバラツキによる臨界電流密度への影響を押さえる
ため研磨面ではなくへきかい面を用いた。
晶基板上に上記ターゲットを用い薄膜を形成する。この
時の成膜条件は、初期真空度: l・8〜2.3*lO
−’Torr、使用ガス: アルゴン(70%)酸素(
30%)の混合ガス、出力100〜155W、スパッタ
時のガス圧:1.5〜3.2*lO−”Torr、基板
温度= 150°C1成膜速度: 4ゞ8nm/min
、 膜厚3000〜3500人である。尚基板は表面
粗さのバラツキによる臨界電流密度への影響を押さえる
ため研磨面ではなくへきかい面を用いた。
次に880°C酸素ガス雰囲気中で5分間アニル処理、
酸素プラズマ中で15時間酸素導入処理を行い酸化物超
伝導薄膜を得た。ここで酸素プラズマにより酸素を導入
しているのは加熱処理ではTlが飛び組成がずれるため
である。
酸素プラズマ中で15時間酸素導入処理を行い酸化物超
伝導薄膜を得た。ここで酸素プラズマにより酸素を導入
しているのは加熱処理ではTlが飛び組成がずれるため
である。
第1表
得られた超伝導薄膜をイオンビームエツチングによりバ
ターニングした後臨界電流密度を4端子法により測定し
た。測定雰囲気はHeガス中(Heは熱伝導が良く試料
温度を均一化出来ると共に不活性であり試料の変質を防
ぐことが出来る)、測定温度は77にで冷却には極低温
冷凍機(ダイキン工業製)を用いた。結果を比較例(M
o添加無し、添加量が適正範囲外のもの)と共に第1表
に示した。
ターニングした後臨界電流密度を4端子法により測定し
た。測定雰囲気はHeガス中(Heは熱伝導が良く試料
温度を均一化出来ると共に不活性であり試料の変質を防
ぐことが出来る)、測定温度は77にで冷却には極低温
冷凍機(ダイキン工業製)を用いた。結果を比較例(M
o添加無し、添加量が適正範囲外のもの)と共に第1表
に示した。
表より判るように実際の応用にはまだ僅か足りないもの
もあるがTl−M−Cu系超伝導材料(こっこでMはア
ルカリ土類を示す)にMoを添加することより顕著に臨
界電流密度が向上している。
もあるがTl−M−Cu系超伝導材料(こっこでMはア
ルカリ土類を示す)にMoを添加することより顕著に臨
界電流密度が向上している。
これはMoの添加により電流を阻害する第2相の析出を
抑制しているためと薄膜を平滑なものにしているためと
考えられる。尚添加量はM o / Cuの比で0.0
05〜0.07の範囲内が好ましい。
抑制しているためと薄膜を平滑なものにしているためと
考えられる。尚添加量はM o / Cuの比で0.0
05〜0.07の範囲内が好ましい。
添加量は少ないと効果はなく、多すぎると超伝導物質の
構造を破壊す′るため逆に臨界゛電流密度は但下する。
構造を破壊す′るため逆に臨界゛電流密度は但下する。
また臨界電流密度向上の上でも役立っている平滑性向上
は前にも述べたようにデバイス化の上でも良い結果をも
たらす。
は前にも述べたようにデバイス化の上でも良い結果をも
たらす。
実施例−2
実施例−1と同様な方法により酢酸第二銅、酢酸タリウ
ム、酢酸バリウム、酢酸カルシューム、五塩化モリブデ
ンまたは三酸化タングステンから混合酸化物を得る。次
にこれらを白金坩堝中に入11050〜1200℃酸素
雰囲気中で溶融する。
ム、酢酸バリウム、酢酸カルシューム、五塩化モリブデ
ンまたは三酸化タングステンから混合酸化物を得る。次
にこれらを白金坩堝中に入11050〜1200℃酸素
雰囲気中で溶融する。
尚蒸発し易い物質は予め仕込Iを最終的に化学量論組成
に近くなるように補正する。次にこの?g融物を固相と
液相の混相状態になるまで冷却した後線引き、圧延を繰
り近し行い線材化する。
に近くなるように補正する。次にこの?g融物を固相と
液相の混相状態になるまで冷却した後線引き、圧延を繰
り近し行い線材化する。
次に表面にAgを溶射コーティングした後800〜88
0 ”Cアルゴン−酸素混合ガス雰囲気中で5時間、5
00 ’C酸素雰囲気中で10時間熱処理し超伝導線材
を得る。
0 ”Cアルゴン−酸素混合ガス雰囲気中で5時間、5
00 ’C酸素雰囲気中で10時間熱処理し超伝導線材
を得る。
得られた超伝導線材の臨界電流密度を4端子法により測
定した。測定雰囲気はHeガス中、測定温度は77K(
液体窒素温度)で冷却には極低温冷凍機(ダイキン工業
製)を用いた。結果を比較例と共に第2表と第3表に示
した。
定した。測定雰囲気はHeガス中、測定温度は77K(
液体窒素温度)で冷却には極低温冷凍機(ダイキン工業
製)を用いた。結果を比較例と共に第2表と第3表に示
した。
第2表
第3表
表より判るようにバルク材料にMoとWを/土加しても
実施例−1と同様に顕著に臨界電流密度が向上している
。実施例−1の薄膜より効果の少ないのは膜には平滑化
効果が加わったのに対して線材では第2相の析出抑制効
果だけであるためと考えられる。
実施例−1と同様に顕著に臨界電流密度が向上している
。実施例−1の薄膜より効果の少ないのは膜には平滑化
効果が加わったのに対して線材では第2相の析出抑制効
果だけであるためと考えられる。
[発明の効果コ
以上述べたように本発明によれば結晶の粒界部に析出し
電流を阻害する第2相を抑制できるため製造コストの安
い多結晶体でも高い臨界電流密度を得ることが出来る。
電流を阻害する第2相を抑制できるため製造コストの安
い多結晶体でも高い臨界電流密度を得ることが出来る。
また薄膜では膜の平滑化効果が加わるため臨界電流密度
はより顕著に向上すると共にデバイス化に必要な表面モ
ホロジーも良くなる。尚この材料は配線、電磁波センサ
ー、磁束メモリ、ジョセフソン素子、超伝導トランジス
タ、磁気シールド材、送電ケーブル、通信ケーブル、超
伝導モータ、超伝導マグネット等に応用できる。
はより顕著に向上すると共にデバイス化に必要な表面モ
ホロジーも良くなる。尚この材料は配線、電磁波センサ
ー、磁束メモリ、ジョセフソン素子、超伝導トランジス
タ、磁気シールド材、送電ケーブル、通信ケーブル、超
伝導モータ、超伝導マグネット等に応用できる。
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)Ti−M−Cu−O系超伝導物質(ここでMはアル
カリ土類元素を示す)にMoまたはWを添加したことを
特徴とするT1系超伝導材料。 2)MoとWをAで表すときA/Cuは0.005〜0
.07の範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のT1系超伝導材料。 3)超伝導材料が薄膜であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のT1系超伝導材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181204A JPH0474714A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Ti系超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2181204A JPH0474714A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Ti系超伝導材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0474714A true JPH0474714A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16096659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2181204A Pending JPH0474714A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Ti系超伝導材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0474714A (ja) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5771083A (en) * | 1995-10-16 | 1998-06-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate and liquid crystal display device |
US5798812A (en) * | 1995-09-28 | 1998-08-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate and display device using the same with extending protrusions between gate and source line terminals |
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US5831708A (en) * | 1995-09-28 | 1998-11-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display with a scanning line having a ring shaped redundant section and method for fabricating the same |
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