JPH05214513A - ＳｒＴｉＯ３ −ＹＢａ２ Ｃｕ３ Ｏ７ 層系の製法およびＳｒＴｉＯ３ とＹＢａ２ Ｃｕ３ Ｏ７ から構成される層系 - Google Patents
ＳｒＴｉＯ３ −ＹＢａ２ Ｃｕ３ Ｏ７ 層系の製法およびＳｒＴｉＯ３ とＹＢａ２ Ｃｕ３ Ｏ７ から構成される層系Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は，ｃ軸に配向して成長したＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7 層系のための製法およびこのような層系に関
する。 【構成】 ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層はｃ軸に配向して析出
するにも関わらず，特定の層の厚さから増加するａ軸に
配向した領域が出現する。それによって惹起される障害
は適当な厚さのＳｒＴｉＯ3 間層の付着によって排除さ
れ，交互にＹＢａ 2 Ｃｕ3 Ｏ7 層並びにＳｒＴｉＯ3 層
が生じる。このように製造された層系は，相応して交互
に生じた層の配列で構成されている。ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7 層系は，５００ｎｍ以下の厚さが実用的である。Ｓｒ
ＴｉＯ3 間層は２０〜３０ｎｍの厚さを有している。
Ｃｕ3 Ｏ7 層系のための製法およびこのような層系に関
する。 【構成】 ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層はｃ軸に配向して析出
するにも関わらず，特定の層の厚さから増加するａ軸に
配向した領域が出現する。それによって惹起される障害
は適当な厚さのＳｒＴｉＯ3 間層の付着によって排除さ
れ，交互にＹＢａ 2 Ｃｕ3 Ｏ7 層並びにＳｒＴｉＯ3 層
が生じる。このように製造された層系は，相応して交互
に生じた層の配列で構成されている。ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7 層系は，５００ｎｍ以下の厚さが実用的である。Ｓｒ
ＴｉＯ3 間層は２０〜３０ｎｍの厚さを有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，基質およびｃ軸方向に
結晶配向したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層を有する層系の製法
並びにこのような層系に関する。
結晶配向したＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層を有する層系の製法
並びにこのような層系に関する。
【０００２】
【従来の技術】酸化銅平面が基質表面に平行に存在する
場合には，ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層のｃ軸方向に結晶配向
が存在する。このような配列は，無損失の電流伝送の場
合に，特に大電流密度を可能とするので興味を引く。そ
れ故に，ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系を製造する場合，ｃ軸
に配向した成長を生じさせようと努めている。
場合には，ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層のｃ軸方向に結晶配向
が存在する。このような配列は，無損失の電流伝送の場
合に，特に大電流密度を可能とするので興味を引く。そ
れ故に，ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系を製造する場合，ｃ軸
に配向した成長を生じさせようと努めている。
【０００３】そのために適当な基質上でこのような成長
を惹起する種々の方法が知られている。例えば，一定の
条件下に高圧−ｄｃ−スパッタ法によって，ｃ軸配向を
有するＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系の成長が出現する。結晶
成長の種類は，このとき幾何学的配列，スパッタリング
ガス圧，オーブン温度または基質温度，基質およびスパ
ッタリングガスの選択並びにスパッタリング中の電流強
度によって影響を受ける。
を惹起する種々の方法が知られている。例えば，一定の
条件下に高圧−ｄｃ−スパッタ法によって，ｃ軸配向を
有するＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系の成長が出現する。結晶
成長の種類は，このとき幾何学的配列，スパッタリング
ガス圧，オーブン温度または基質温度，基質およびスパ
ッタリングガスの選択並びにスパッタリング中の電流強
度によって影響を受ける。
【０００４】しかし，これらのパラメーターを最適に選
択する場合すら，層の厚さの増加とともにａ軸に配向し
た領域の出現を回避することができない。これらが一度
発生すると，それによって次第にｃ軸方向に配向した一
様な成長が益々害される。当業者はこれまでこれの救済
手段を講ずる可能な方法を知らない。
択する場合すら，層の厚さの増加とともにａ軸に配向し
た領域の出現を回避することができない。これらが一度
発生すると，それによって次第にｃ軸方向に配向した一
様な成長が益々害される。当業者はこれまでこれの救済
手段を講ずる可能な方法を知らない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は，可能
な限りｃ軸方向に配向した領域で構成される高温超伝導
体を得るために，ｃ軸配向の制御可能なＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7 −成長を可能にする方法を確立することである。
な限りｃ軸方向に配向した領域で構成される高温超伝導
体を得るために，ｃ軸配向の制御可能なＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7 −成長を可能にする方法を確立することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本課題は，請求項１に掲
げる方法で解決される。本発明は，従って超伝導層の中
へ制御されたｃ軸方向に配向した後続の成長を実現させ
る中間層を組み入れることによって，層の厚さがより厚
い場合の不可避的なおよび制御不能の成長を阻止すると
いう思想に基づいている。
げる方法で解決される。本発明は，従って超伝導層の中
へ制御されたｃ軸方向に配向した後続の成長を実現させ
る中間層を組み入れることによって，層の厚さがより厚
い場合の不可避的なおよび制御不能の成長を阻止すると
いう思想に基づいている。
【０００７】ｃ軸配向のＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 −成長を後
に設けられるＳｒＴｉＯ3 層によって保証するために，
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 は５００ｎｍまでの層の厚さでしか
生じさせないことが好適であることが確認された。
に設けられるＳｒＴｉＯ3 層によって保証するために，
ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 は５００ｎｍまでの層の厚さでしか
生じさせないことが好適であることが確認された。
【０００８】ｃ軸配向の後続結晶成長を保証するために
は，２０〜３０ｎｍの厚さのＳｒＴｉＯ3 層で十分であ
ることが判明した。従って，これまでよりも比例してよ
り多くのｃ軸配向領域を有する高温超伝導体は，多層系
の状態でＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 およびＳｒＴｉＯ3 より構
成されており，その際，このＳｒＴｉＯ3 層が２つのＹ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系の間にあるとき，この層は２０〜
３０ｎｍの厚さである。
は，２０〜３０ｎｍの厚さのＳｒＴｉＯ3 層で十分であ
ることが判明した。従って，これまでよりも比例してよ
り多くのｃ軸配向領域を有する高温超伝導体は，多層系
の状態でＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 およびＳｒＴｉＯ3 より構
成されており，その際，このＳｒＴｉＯ3 層が２つのＹ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系の間にあるとき，この層は２０〜
３０ｎｍの厚さである。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の方法による実施例を，ＳｒＴ
ｉＯ3 −ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系の電子顕微鏡写真に基
づいて説明する。
ｉＯ3 −ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系の電子顕微鏡写真に基
づいて説明する。
【００１０】制御せずに成長させた領域のＹＢａ2 Ｃｕ
3 Ｏ7 層１，数ｎｍの厚さに付着した続くＳｒＴｉＯ3
層２，更に制御せずに成長させたＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層
３，２０〜３０ｎｍの厚さに付着したその次のＳｒＴｉ
Ｏ3 層５およびこれによって生ずるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7
層７の一様なｃ軸配向の成長が図示されている。
3 Ｏ7 層１，数ｎｍの厚さに付着した続くＳｒＴｉＯ3
層２，更に制御せずに成長させたＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層
３，２０〜３０ｎｍの厚さに付着したその次のＳｒＴｉ
Ｏ3 層５およびこれによって生ずるＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7
層７の一様なｃ軸配向の成長が図示されている。
【００１１】ｃ軸配向領域を横縞で，ａ軸配向領域を縦
縞で表す。２０〜３０ｎｍの厚さのＳｒＴｉＯ3 層は階
段６を被覆し，そうしてＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層７のｃ軸
配向の成長を惹起した。それに対して薄く付着した層２
は，階段４を被覆し，その後でこの階段から次のａ軸配
向の成長が始まる。
縞で表す。２０〜３０ｎｍの厚さのＳｒＴｉＯ3 層は階
段６を被覆し，そうしてＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層７のｃ軸
配向の成長を惹起した。それに対して薄く付着した層２
は，階段４を被覆し，その後でこの階段から次のａ軸配
向の成長が始まる。
【００１２】ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 の付着を高圧−ｄｃ−
スパッタ法によって以下の条件下，で行う。 −３５mmφの個々の化学的量論的なターゲット −基質としての（１００）−配向したＳｒＴｉＯ3 結晶 −ターゲットと基質間の距離１３mm −３．６mbarの圧力でのスパッタリングガスとしての酸
素 −オーブン温度８８０℃ −基質表面温度７５０℃ −スパッタリング最中の電流強度２００ｍＡ −５５０℃での酸素後処理 ＳｒＴｉＯ3 層を１０００Ｖの正弦波電圧，７ＭＨｚの
交流周波数および更に同じ条件下で高周波−スパッタ法
によって付着させる。
スパッタ法によって以下の条件下，で行う。 −３５mmφの個々の化学的量論的なターゲット −基質としての（１００）−配向したＳｒＴｉＯ3 結晶 −ターゲットと基質間の距離１３mm −３．６mbarの圧力でのスパッタリングガスとしての酸
素 −オーブン温度８８０℃ −基質表面温度７５０℃ −スパッタリング最中の電流強度２００ｍＡ −５５０℃での酸素後処理 ＳｒＴｉＯ3 層を１０００Ｖの正弦波電圧，７ＭＨｚの
交流周波数および更に同じ条件下で高周波−スパッタ法
によって付着させる。
【００１３】
【図１】ＳｒＴｉＯ3 −ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層系（結晶
構造）の電子顕微鏡写真である。
構造）の電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クヌート・ウルバン ドイツ連邦共和国、ユーリッヒ、ビクタ ー・ゴルランツ−ストラーセ、37
Claims (5)
- 【請求項１】 基質およびその上にｃ軸方向に結晶配向
して成長したＹＢａ 2 Ｃｕ3 Ｏ7 層の製造方法におい
て，ａ軸方向に配向した不都合な領域が出現し，そして
このときａ軸およびｃ軸に配向した領域の間のＹＢａ2
Ｃｕ3 Ｏ7 表面上に階段が生じた場合にＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7 層の成長を中断し，この階段を被覆するまでの間，
ＳｒＴｉＯ3 層を付着させ，そして次にＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7 層の成長を続行させることを特徴とする上記製造方
法。 - 【請求項２】 ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層の成長を遅くとも
５００ｎｍの層の厚さで中断する請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層上の階段を被覆す
るＳｒＴｉＯ3 層を２０〜３０ｎｍの層の厚さで付着さ
せる請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】 ＳｒＴｉＯ3 およびｃ軸に配向したＹＢ
ａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層より成る層系において，ＳｒＴｉＯ3
層とＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層とが複数交互に層系を構成
し，そして２つのＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層間にあるＳｒＴ
ｉＯ3 層が２０〜３０ｎｍの厚さであることを特徴とす
る上記層系。 - 【請求項５】 ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 層が３００〜５００
ｎｍの厚さである請求項４に記載の層系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4136126A DE4136126C2 (de) | 1991-11-02 | 1991-11-02 | Verfahren zur Herstellung eines SrTiO¶3¶-YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶-Schichtsystems und Schichtsystem aus SrTiO¶3¶ und YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶ |
| DE4136126:1 | 1991-11-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05214513A true JPH05214513A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=6443952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4293387A Pending JPH05214513A (ja) | 1991-11-02 | 1992-10-30 | ＳｒＴｉＯ３ −ＹＢａ２ Ｃｕ３ Ｏ７ 層系の製法およびＳｒＴｉＯ３ とＹＢａ２ Ｃｕ３ Ｏ７ から構成される層系 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0541011B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05214513A (ja) |
| DE (2) | DE4136126C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4136126C2 (de) * | 1991-11-02 | 1994-06-30 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines SrTiO¶3¶-YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶-Schichtsystems und Schichtsystem aus SrTiO¶3¶ und YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶ |
| US5892243A (en) * | 1996-12-06 | 1999-04-06 | Trw Inc. | High-temperature SSNS and SNS Josephson junction and method of making junction |
| US6383989B2 (en) * | 2000-06-21 | 2002-05-07 | The Regents Of The University Of California | Architecture for high critical current superconducting tapes |
| US6635368B1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-10-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | HTS film-based electronic device characterized by low ELF and white noise |
| US6830776B1 (en) | 2002-02-08 | 2004-12-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of manufacturing a high temperature superconductor |
| US10333047B2 (en) * | 2011-03-30 | 2019-06-25 | Ambatrue, Inc. | Electrical, mechanical, computing/ and/or other devices formed of extremely low resistance materials |
| US9355362B2 (en) * | 2011-11-11 | 2016-05-31 | Northrop Grumman Systems Corporation | Quantum bits and method of forming the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03270280A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-12-02 | Univ California | 超伝導交差路を有する微小電子回路素子及び製造方法 |
| DE69125425T2 (de) * | 1990-07-16 | 1997-10-23 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zum Herstellen einer supraleitenden Einrichtung aus supraleitendem Material und dadurch hergestellte supraleitende Einrichtung |
| DE4136126C2 (de) * | 1991-11-02 | 1994-06-30 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines SrTiO¶3¶-YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶-Schichtsystems und Schichtsystem aus SrTiO¶3¶ und YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶ |
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1991
- 1991-11-02 DE DE4136126A patent/DE4136126C2/de not_active Expired - Fee Related
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1992
- 1992-10-30 EP EP92118576A patent/EP0541011B1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1992-10-30 DE DE59206031T patent/DE59206031D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4136126C2 (de) | 1994-06-30 |
| DE4136126A1 (de) | 1993-05-06 |
| US5430014A (en) | 1995-07-04 |
| EP0541011A1 (de) | 1993-05-12 |
| DE59206031D1 (de) | 1996-05-23 |
| EP0541011B1 (de) | 1996-04-17 |
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