JPH06279024A - Superconductor and its production - Google Patents

Superconductor and its production

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JPH06279024A
JPH06279024A JP5066632A JP6663293A JPH06279024A JP H06279024 A JPH06279024 A JP H06279024A JP 5066632 A JP5066632 A JP 5066632A JP 6663293 A JP6663293 A JP 6663293A JP H06279024 A JPH06279024 A JP H06279024A
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JP
Japan
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layer
target
superconductor
element selected
oxide
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Application number
JP5066632A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Nobumasa
均 信正
Takeshi Horiuchi
健 堀内
Kazuharu Shimizu
一治 清水
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH06279024A publication Critical patent/JPH06279024A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a superconductor having many blocking layers by forming a layer of Ca-Sr-Cu-O-based oxide and a layer of a specific oxide having a prescribed distance between cations in a crystalline structure by a piling up method. CONSTITUTION:A layer of oxide of formula I [0<=s<=1; 0.8<=t<=1.1; 1.8<=u<=2.2] and a layer of oxide selected from a substance group of formula II to formula V>=>= and having 0.36-0.41 n m distance between cations in a crystal structure are formed by a piling-up method to produce the objective superconductor [in formulas, alpha is Dy, Sm, Nd, Pr, Ce, etc.; beta is Mn, Co, Al, Ga, Cr, etc.; -0.2<=mu<=0.2; -0.3<=nu<=0.3; gamma is La, Sr or Nd; delta is Li, Ni, Al, etc.; xsi, rho, phi is same range as mu; pi, sigma, tau, chi and omega are same range as nu; epsilon is Pb, Bi or Ba; n is 2-4; eta is Na, Ce, Y, etc.; m is 1-2; q is 1-3; r is 2-3; kappa is Yb, Y, Dy, etc.; lambdais Ta or Nb; -0.1<=psi<=0.1].

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、核融合炉、電磁流体
発電機、加速器、回転電気機器(電動機、発電機等)、
磁気分離機、磁気浮上列車、核磁気共鳴測定装置、磁気
推進船、電子線露光装置、各種実験装置等のマグネット
コイル用材料として適し、また、送電線、電気エネルギ
ー貯蔵器、変圧器、整流器、調相器等の電力損失が問題
になる用途に適し、さらに、ジョセフソン素子、SQU
ID素子、超電導トランジスタ等の素子として適し、さ
らにまた、赤外線探知材料、磁気遮蔽材料等の機能材料
として適した超電導体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fusion reactor, a magnetohydrodynamic generator, an accelerator, a rotating electrical machine (motor, generator, etc.),
Suitable as a material for magnet coils in magnetic separators, magnetic levitation trains, nuclear magnetic resonance measuring devices, magnetic propulsion vessels, electron beam exposure devices, various experimental devices, and also for power transmission lines, electric energy storage, transformers, rectifiers, Suitable for applications where power loss is a problem, such as phase shifters, as well as Josephson devices and SQUs.
The present invention relates to a superconductor suitable as an element such as an ID element and a superconducting transistor, and further as a functional material such as an infrared detection material and a magnetic shielding material.

【0002】[0002]

【従来の技術】一連の銅複合酸化物超電導体は、“Zeit
schrift fur Physik B-condensed Matter ”、Vol.8
3、第7〜17頁(1991)に記載されているよう
に、超電導電流が流れるCu−O2 面と、このCu−O
2 面の間にあってCu−O2 面の−2価の電荷を中和す
るメディエーティング層と、これらCu−O2 面とメデ
ィエーティング層とをサンドイッチ状に挟み込んでいる
ブロッキング層とからなる層状構成をしており、Cu−
2 面の数によって、1層系、2層系、3層系に分類さ
れる。
2. Description of the Related Art A series of copper complex oxide superconductors is called "Zeit
schrift fur Physik B-condensed Matter ", Vol.8
3, pages 7 to 17 (1991), a Cu-O 2 surface through which a superconducting current flows and this Cu-O.
A media er coating layer to neutralize -2 valence charge of Cu-O dihedral be between two faces, the layered structure comprising a these Cu-O 2 side and media er coating layer and a blocking layer sandwiches the sandwich And Cu-
Depending on the number of O 2 faces, it is classified into a one-layer system, a two-layer system and a three-layer system.

【0003】たとえば、1層系のものとしては、(L
a,Sr)2 CuO4 、Bi2 Sr2CuO6 、(N
d,Ce)CuO4 があり、2層系のものとしては、
(La,Sr)2 CaCu2 6 、YBa2 Cu
3 7 、Bi2 Sr2 CaCu2 8 、Pb2 Sr
2 (Ca,Y)Cu3 8 があり、また、3層系のもの
としては、(Bi,Pb)2 Sr2 Ca2 Cu3 7
Tl2 Ba2 Ca2 Cu3 10がある。このような銅複
合酸化物超電導体においては、結晶内にドープされる電
荷担体の量、特に、Cu−O2 面1層当りの電荷担体の
量(キャリア濃度)によって超電導転移温度(Tc)が
変わる。そして、このキャリア濃度が0.05〜0.3
2の範囲にあるときに超電導特性を発現し、0.12〜
0.23の範囲にあるときにTcが最大になる。また、
キャリア濃度が上記範囲にある銅複合酸化物超電導体に
おいては、ブロッキング層間のメディエーティング層を
介したCu−O2面の数が増加するのにしたがってその
Tcも上昇するという経験則が成立している。
For example, as a one-layer system, (L
a, Sr) 2 CuO 4 , Bi 2 Sr 2 CuO 6 , (N
d, Ce) CuO 4 , and the two-layer system includes
(La, Sr) 2 CaCu 2 O 6 , YBa 2 Cu
3 O 7 , Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 , Pb 2 Sr
2 (Ca, Y) Cu 3 O 8 , and as a three-layer system, (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 7 ,
There is Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 10 . In such a copper composite oxide superconductor, the superconducting transition temperature (Tc) depends on the amount of charge carriers doped in the crystal, especially the amount of charge carriers per one layer of Cu—O 2 surface (carrier concentration). change. The carrier concentration is 0.05 to 0.3
When it is in the range of 2, it exhibits superconducting properties,
The maximum Tc is obtained in the range of 0.23. Also,
In a copper composite oxide superconductor having a carrier concentration in the above range, an empirical rule is established that Tc increases as the number of Cu—O 2 planes via the mediating layer between blocking layers increases. There is.

【0004】ところで、銅複合酸化物超電導体において
は、Cu−O2 面とメディエーティング層の積み重なり
のみでは、Cu−O2 面間の相互作用が一様に強くなり
過ぎるうえに、電荷が中和されてしまい、キャリアをC
u−O2 面に注入できないことが多い。そこで、Cu−
2 面に垂直な方向(c軸方向)の相互作用をある程度
断ち、超電導体全体の次元性を制御し、また、多くの場
合、Cu−O2 面にキャリアを供給する。さらに、メデ
ィエーティング層の積み重なりのみでは結晶構造的に不
安定で、限られた組成でしか安定な物質が得られない場
合、結晶構造の骨組みをしっかりと形成し、安定な物質
とするための層として、ブロッキング層の存在が重要に
なる。
By the way, in the copper composite oxide superconductor, the interaction between the Cu—O 2 planes becomes excessively strong and the electric charge is moderate only when the Cu—O 2 plane and the mediating layer are stacked. Being harmonized, C
In many cases, it cannot be injected into the uO 2 plane. Therefore, Cu-
The interaction in the direction perpendicular to the O 2 plane (c-axis direction) is interrupted to some extent to control the dimensionality of the entire superconductor, and in many cases, carriers are supplied to the Cu—O 2 plane. Furthermore, when only a stack of mediating layers is unstable in the crystal structure and a stable substance can be obtained only with a limited composition, a layer for firmly forming a skeleton of the crystal structure and making it a stable substance. As a result, the presence of the blocking layer becomes important.

【0005】そのようなブロッキング層としては、たと
えば、La2 2 、BaO/CuO/BaO、BaO/
CuO/CuO/BaO、SrO/Bi2 2 /Sr
O、BaO/Tl2 2 /BaO、SrO/PbO−C
uO−PbO/SrO、SrO/(Pb,Cu)O/S
rO、Nd2 2 が知られている。しかしながら、従来
知られているブロッキング層の種類は8種類程度と少な
く、そのため、種々の応用に対応できる超電導体の製造
が制限されるという問題がある。
Examples of such a blocking layer include La 2 O 2 , BaO / CuO / BaO and BaO /
CuO / CuO / BaO, SrO / Bi 2 O 2 / Sr
O, BaO / Tl 2 O 2 / BaO, SrO / PbO-C
uO-PbO / SrO, SrO / (Pb, Cu) O / S
rO and Nd 2 O 2 are known. However, there are as few as eight types of conventionally known blocking layers, and therefore there is a problem that the production of superconductors that can be applied to various applications is limited.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、ブ
ロッキング層の種類が多くて種々の応用に対応できる超
電導体と、それを再現性よく製造する方法を提供するに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a superconductor which has many types of blocking layers and can be applied to various applications, and a method for producing the superconductor with good reproducibility.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、この発明は、式(Ca1-sSrCuO(た
だし、0≦s≦1.0、0.8≦t≦1.1、1.8≦
u≦2.2)で表される酸化物と、下記イ〜ヘの物質群
から選ばれ、かつ、0.36nm以上、0.41nm以下の
陽イオン間距離を結晶構造中に有する酸化物とが層状を
なしていることを特徴とする超電導体を提供する。イ〜
ヘの物質群からは、1種を選択してもよく、2種以上を
選択してもよい。
In order to solve the above-mentioned object, the present invention provides a formula (Ca 1-s Sr s ) t CuO u (where 0 ≦ s ≦ 1.0 and 0.8 ≦ t ≦ 1.1, 1.8 ≦
an oxide represented by u ≦ 2.2) and an oxide having a distance between cations of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less in the crystal structure, which is selected from the following substance groups a to f. The present invention provides a superconductor characterized by being layered. I~
From the substance group F, one kind may be selected, or two or more kinds may be selected.

【0008】イ.α1+μβ1-μ3+ν (ただし、αはDy、Sm、Nd、Pr、Ce、La、
Eu、Bi、Pb、Gd、Na、Sr、Ca、Ag、
K、およびBaから選ばれた少なくとも1種の元素で、
βはMn、Co、Al、Ga、Cr、Ce、Cd、N
i、W、Fe、Ga、Ta、V、Ti、Mo、Sn、R
h、NbおよびZrから選ばれた少なくとも1種の元
素。−0.2≦μ≦0.2、−0.3≦ν≦0.3) ロ.γ2+ξδ1-ξ4+π (ただし、γはLa、SrおよびNdから選ばれた少な
くとも1種の元素で、δはLi、Ni、Al、Co、M
n、Mg、Cr、Ga、Rh、Ti、Fe、Ru、I
r、MoおよびSnから選ばれた少なくとも1種の元
素。−0.2≦ξ≦0.2、−0.3≦π≦0.3) ハ.εn+1+ρζn-ρ3n+3+ σ (ただし、εはPb、BiおよびBaから選ばれた少な
くとも1種の元素で、ζはTi、NbおよびTaから選
ばれた少なくとも1種の元素。n=2、3または4。−
0.2≦ρ≦0.2、−0.3≦σ≦0.3) ニ.ηm q+τ (ただし、ηがNaでm=2、q=1、ηがCeでm=
1、q=2、または、ηがY、Ho、Dy、Tb、G
d、Eu、Sm、Pr、NdおよびLaから選ばれた元
素。m=2、q=3。−0.3≦τ≦0.3) ホ.Srr+1+φTir-φ3r+1+ χ (ただし、r=2または3。−0.2≦φ≦0.2、−
0.3≦χ≦0.3) ヘ.κ0.33+ ψλ1-ψ3+ω (ただし、κはYb、Y、Dy、Gd、Ce、Sm、N
d、LaおよびPrから選ばれた少なくとも1種の元素
で、λはTaおよびNbから選ばれた元素。−0.1≦
ψ≦0.1、−0.3≦ω≦0.3) また、この発明は、上述した超電導体を製造する方法と
して、式(Ca1-sSrCuO(ただし、0≦
s≦1.0、0.8≦t≦1.1、1.8≦u≦2.
2)で表される酸化物の層と、上述したイ〜ヘの物質群
から選ばれ、かつ、0.36nm以上、0.41nm以下の
陽イオン間距離を結晶構造中に有する酸化物の層とを積
み上げ法によって形成することを特徴とする、超電導体
の製造方法を提供する。
A. α 1 + μ β 1-μ O 3 + ν (where α is Dy, Sm, Nd, Pr, Ce, La,
Eu, Bi, Pb, Gd, Na, Sr, Ca, Ag,
At least one element selected from K and Ba,
β is Mn, Co, Al, Ga, Cr, Ce, Cd, N
i, W, Fe, Ga, Ta, V, Ti, Mo, Sn, R
At least one element selected from h, Nb, and Zr. -0.2≤μ≤0.2, -0.3≤ν≤0.3) b. γ 2 + ξ δ 1-ξ O 4 + π (where γ is at least one element selected from La, Sr and Nd, and δ is Li, Ni, Al, Co, M
n, Mg, Cr, Ga, Rh, Ti, Fe, Ru, I
At least one element selected from r, Mo and Sn. -0.2≤ξ≤0.2, -0.3≤π≤0.3) c. ε n + 1 + ρ ζ n-ρ O 3n + 3 + σ (where ε is at least one element selected from Pb, Bi and Ba, and ζ is at least 1 selected from Ti, Nb and Ta) Species element, n = 2, 3 or 4.-
0.2 ≦ ρ ≦ 0.2, −0.3 ≦ σ ≦ 0.3) d. η m O q + τ (where η is Na and m = 2, q = 1, and η is Ce and m =
1, q = 2, or η is Y, Ho, Dy, Tb, G
An element selected from d, Eu, Sm, Pr, Nd and La. m = 2, q = 3. −0.3 ≦ τ ≦ 0.3) E. Sr r + 1 + φ Ti r-φ O 3r + 1 + χ (where r = 2 or 3. −0.2 ≦ φ ≦ 0.2, −
0.3 ≦ χ ≦ 0.3) f. κ 0.33+ ψ λ 1-ψ O 3 + ω (where κ is Yb, Y, Dy, Gd, Ce, Sm, N
At least one element selected from d, La and Pr, and λ is an element selected from Ta and Nb. −0.1 ≦
ψ ≦ 0.1, -0.3 ≦ ω ≦ 0.3) Further, the present invention is a method for producing a superconductor mentioned above, the formula (Ca 1-s Sr s) t CuO u ( although, 0 ≦
s ≦ 1.0, 0.8 ≦ t ≦ 1.1, 1.8 ≦ u ≦ 2.
2) An oxide layer represented by 2) and an oxide layer selected from the above-mentioned substance groups a to f and having a cation distance of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less in the crystal structure. There is provided a method for manufacturing a superconductor, characterized in that and are formed by a stacking method.

【0009】さて、銅複合酸化物超電導体における超電
導電流は、Cu−O2 面内を流れる。この発明の超電導
体も、Cu−O2 面を有する式(Ca1-sSr
uOで表される酸化物の層を超電導層と考えることが
でき、上記イ〜ヘの物質群から選ばれ、かつ、0.36
nm以上、0.41nm以下の陽イオン間距離を結晶構造中
に有する酸化物の層はブロッキング層となっているもの
と考えられる。以下においては、式(Ca1-sSr
CuOで表される酸化物の層を超電導層と呼び、
0.36nm以上、0.41nm以下の陽イオン間距離を結
晶構造中に有する酸化物の層をブロッキング層と呼ぶ。
The superconducting current in the copper composite oxide superconductor flows in the Cu--O 2 plane. Superconductor of the present invention also having the formula Cu-O 2 side (Ca 1-s Sr s) t C
The oxide layer represented by uO u can be considered as a superconducting layer, is selected from the above-mentioned substance groups a to f, and is 0.36
It is considered that the oxide layer having a cation distance of not less than 0.4 nm and not more than 0.41 nm in the crystal structure is a blocking layer. In the following, the formula (Ca 1-s Sr s )
A layer of an oxide represented by t CuO u is called a superconducting layer,
A layer of oxide having a distance between cations of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less in the crystal structure is called a blocking layer.

【0010】上記の超電導層において、(Ca1-sSr
)からなるメデイエーティング層では、CaやSrの
欠損を起こさせないということからすると、t=1とい
うことになるが、tを1よりも大きい値とするような状
態でこの超電導層を形成するとCu−O2 面のCuサイ
トに欠損が生ずることがある。そして、このCu欠損量
が多くなりすぎると、Cu−O2 面に超電導電流が流れ
なくなることがある。したがって、tには上限値が存在
し、その値は1.1とする。
In the above superconducting layer, (Ca 1-s Sr
In the mediating layer composed of s ), t = 1 from the viewpoint of not causing Ca or Sr deficiency, but this superconducting layer is formed in a state where t is larger than 1. Then, a defect may occur in the Cu site on the Cu—O 2 surface. When the Cu deficiency is too large, it may superconducting current does not flow to the Cu-O 2 surface. Therefore, t has an upper limit value, and the value is 1.1.

【0011】また、超電導層の形成時には、(Ca1-s
Sr)サイトに若干の欠損が含まれることがある。こ
の欠損量が過大になると、メディエーティング層の上下
に位置しているCu−O2 面における酸素原子相互間の
静電反発が強くなり、Cu−O2 面相互の距離が長くな
る。この距離が長くなると、“Physica C ”、Vol.16
7、第515〜519頁(1990)に記載される、結
晶構造中において最も近接するCu−O2 面間の距離が
短いほどTcが高くなるという経験則からは好ましくな
い状態になる。したがって、tには下限値も存在し、そ
の値は0.8とする。結局、超電導層内におけるメディ
エーティング層の割合βは、上述した理由から0.8≦
t≦1.1の範囲になる。
Further, when the superconducting layer is formed, (Ca 1-s
The Sr s ) site may contain some defects. If this amount of deficiency becomes excessive, electrostatic repulsion between oxygen atoms on the Cu—O 2 planes located above and below the mediating layer becomes strong, and the distance between the Cu—O 2 planes becomes long. When this distance becomes longer, “Physica C”, Vol.16
7, 515 to 519 (1990), the empirical rule that Tc increases as the distance between the Cu—O 2 planes closest to each other in the crystal structure becomes shorter, which is not preferable. Therefore, there is a lower limit value for t, and the value is 0.8. After all, the ratio β of the mediating layer in the superconducting layer is 0.8 ≦ for the above reason.
The range is t ≦ 1.1.

【0012】一方、(Ca1-sSr)からなるメディ
エーティング層におけるCaとSrの存在比は、上記し
たCu−O2 面相互の距離とTcとの経験則からする
と、イオン半径の小さいCaを多量に含ませることによ
って上記距離を短くするのがよく、また、Caのみ(s
=0)によっても超電導層を形成することができるの
で、sの下限値は0とする。しかし、製造時に、たとえ
ばSrTiO3 単結晶基板を使用すると、その単結晶の
a軸長は0.39nmと長いため、Caの存在比が高い場
合に基板との不整合性から超電導層を形成することがで
きないことがある。そのため、Srの存在比を高めて超
電導層の結晶を成長させることが必要になり、また、S
rのみ(s=1.0)によっても超電導層を形成するこ
とができるので、結局、超電導層のメディエーティング
層におけるCaとSrの比は0≦s≦1.0とする。
On the other hand, the abundance ratio of Ca and Sr in the mediating layer made of (Ca 1-s Sr s ) has a small ionic radius from the above empirical rule of the distance between the Cu—O 2 planes and Tc. The above distance should be shortened by adding a large amount of Ca, and only Ca (s
= 0), the superconducting layer can be formed, so the lower limit of s is 0. However, when a SrTiO 3 single crystal substrate is used during manufacture, the single crystal has a long a-axis length of 0.39 nm. Therefore, when the abundance ratio of Ca is high, the superconducting layer is formed due to the inconsistency with the substrate. There are things you can't do. Therefore, it is necessary to increase the abundance ratio of Sr to grow the crystal of the superconducting layer.
Since the superconducting layer can be formed only by r (s = 1.0), the ratio of Ca to Sr in the mediating layer of the superconducting layer is set to 0 ≦ s ≦ 1.0.

【0013】ところで、銅複合酸化物超電導体の場合、
その結晶中の酸素は唯一の陰イオンである。したがっ
て、上述したSrやCaの欠損の場合と同じように、結
晶中の酸素の存在量は、全体のキャリア濃度に大きく影
響する。超電導層においては、Cu−O2 面内の酸素は
Cuとの結合が強固であるため欠損しにくい。仮に欠損
するような条件で超電導層が形成された場合でも、その
上下に位置する(Ca1- Sr)からなるメディエー
ティング層には酸素がほとんど存在していないと考えら
れる。かかる状態、すなわち、Cu−O2 面内の酸素欠
損が多い状態では、そのCu−O2 面に超電導電流が流
れなくなる。したがって、uの下限値が1.8となるよ
うな条件とすることでCu−O2 面内の過度の酸素欠損
を防ぎ、超電導特性を確保する。
By the way, in the case of a copper composite oxide superconductor,
Oxygen in the crystal is the only anion. Therefore, as in the case of the deficiency of Sr and Ca described above, the amount of oxygen present in the crystal has a great influence on the overall carrier concentration. In the superconducting layer, oxygen in the Cu—O 2 plane is hard to be lost because the bond with Cu is strong. Even if the superconducting layer is formed under the condition of being deficient, it is considered that oxygen is hardly present in the mediating layers composed of (Ca 1- s Sr s ) located above and below the superconducting layer. Such conditions, i.e., in the oxygen deficiency is large state of Cu-O 2 plane, not superconducting current flows in the Cu-O 2 surface. Therefore, by setting the condition that the lower limit value of u is 1.8, excessive oxygen deficiency in the Cu—O 2 plane is prevented and the superconducting property is secured.

【0014】一方、酸素を取り込みやすい条件下で超電
導層を形成した場合は、Cu−O2面内での酸素欠損は
ほとんど起こらず、しかも、メディエーティング層にも
酸素が導入される。しかしながら、メディエーティング
層への酸素導入量が過多になると、そのメディエーティ
ング層の上下に位置するCu−O2 面におけるCu間の
相互作用が強くなりすぎ、結局、全体は超電導体にはな
らなくなってしまう。したがって、uの上限値が2.2
となるようにすることで超電導特性を確保する。結局、
uは、1.8≦u≦2.2なる条件を満足しなければな
らない。
On the other hand, when the superconducting layer is formed under the condition that oxygen is easily taken in, oxygen deficiency hardly occurs in the Cu--O 2 plane, and oxygen is also introduced into the mediating layer. However, if the amount of oxygen introduced into the mediating layer becomes excessive, the interaction between Cu on the Cu-O 2 planes located above and below the mediating layer becomes too strong, and eventually the whole becomes a superconductor. Will end up. Therefore, the upper limit of u is 2.2.
To ensure superconducting characteristics. After all,
u must satisfy the condition of 1.8 ≦ u ≦ 2.2.

【0015】次に、ブロッキング層を形成する酸化物
は、上述したように、c軸方向の相互作用をある程度断
ち、超電導体全体の次元性を制御することと、結晶構造
の骨組みをしっかりと形成させ、安定した結晶構造を得
ることと、さらに、多くの場合、Cu−O2 面にキャリ
アを供給することができるようなものでなければならな
い。安定な結晶構造とするための骨組みを形成するため
には、この酸化物の結晶構造中における陽イオン間距離
と超電導層のCu−O2 面内方向の結晶格子の大きさと
の整合性がよくなければならない。この発明の超電導体
は、超電導層、ブロッキング層ともにイオン結合性が強
く、このようにイオン結合性の強いもの同士による結晶
形成における格子の大きさの整合性の許容範囲は3〜5
%以内ということが経験的にわかっており、超電導層の
Cuイオン間距離が0.38〜0.39nmであることか
ら、ブロッキング層を形成する酸化物の結晶構造中の陽
イオン間距離は0.36nm以上、0.41nm以下でなけ
ればならない。
Next, as described above, the oxide forming the blocking layer interrupts the interaction in the c-axis direction to some extent, controls the dimensionality of the entire superconductor, and firmly forms the framework of the crystal structure. To obtain a stable crystal structure, and in many cases, to be able to supply carriers to the Cu—O 2 plane. In order to form a framework for achieving a stable crystal structure, the distance between cations in the crystal structure of this oxide and the size of the crystal lattice in the Cu—O 2 in- plane direction of the superconducting layer are well matched. There must be. The superconductor according to the present invention has a strong ionic bondability in both the superconducting layer and the blocking layer, and the allowable range of the lattice size matching in crystal formation by those having a strong ionic bondability is 3-5.
It is empirically known to be within%, and the distance between Cu ions in the superconducting layer is 0.38 to 0.39 nm. Therefore, the distance between cations in the crystal structure of the oxide forming the blocking layer is 0. It must be 0.36 nm or more and 0.41 nm or less.

【0016】また、超電導層が酸化物であることから、
結晶全体の電気的中性条件を考慮すると、ブロッキング
層を構成する物質も酸化物であることが好ましいし、各
層を形成する構造の大きさは、まず、イオン半径の大き
な陰イオンの並びによって主に決定されるため、上述し
た超電導層のCu−O2 面内方向の結晶格子の大きさと
の整合性を考えても、ブロッキング層は酸化物であるこ
とが好ましい。
Since the superconducting layer is an oxide,
Considering the electrical neutrality condition of the entire crystal, it is preferable that the material forming the blocking layer is also an oxide, and the size of the structure forming each layer is mainly determined by the arrangement of anions having a large ionic radius. Therefore, considering the compatibility with the size of the crystal lattice in the Cu—O 2 in- plane direction of the superconducting layer, the blocking layer is preferably an oxide.

【0017】なお、ブロッキング層においても、上述し
た超電導層の場合と同様に酸素が唯一の陰イオンであ
り、ブロッキング層における酸素の含有量も超電導層に
供給するキャリア量に大きく影響を及ぼす。ブロッキン
グ層における酸素含有量は、超電導体を形成するときの
条件によっては化学量論組成よりも過剰に導入すること
ができ、また、化学量論組成より少ない酸素含有量で形
成することもできるが、ブロッキング層の構造を形成す
るためには、上述したイ〜ヘの物質群においてν、π、
σ、τ、χ、ωがいずれも−0.3以上、0.3以下で
あることが必要となる。
In the blocking layer as well, oxygen is the only anion as in the case of the above-mentioned superconducting layer, and the oxygen content in the blocking layer also greatly affects the amount of carriers supplied to the superconducting layer. The oxygen content in the blocking layer can be introduced in excess of the stoichiometric composition depending on the conditions for forming the superconductor, or can be formed with an oxygen content smaller than the stoichiometric composition. In order to form the structure of the blocking layer, ν, π,
All of σ, τ, χ, and ω need to be −0.3 or more and 0.3 or less.

【0018】また、イ〜ハ群およびヘ群の物質において
は、αとβ、γとδ、εとζ、SrとTi、κとλがそ
れぞれ互いに−0.2≦μ≦0.2、−0.2≦ξ≦
0.2、−0.2≦ρ≦0.2、−0.2≦φ≦0.
2、−0.1≦ψ≦0.1の範囲において相補が可能で
あるが、この範囲にないときにはブロッキング層の構造
が形成できなくなる。
Further, in the substances of the groups a to c and the group f, α and β, γ and δ, ε and ζ, Sr and Ti, κ and λ are −0.2 ≦ μ ≦ 0.2, respectively. −0.2 ≦ ξ ≦
0.2, -0.2≤ρ≤0.2, -0.2≤φ≤0.
2, complementation is possible within the range of −0.1 ≦ ψ ≦ 0.1, but if it is not within this range, the structure of the blocking layer cannot be formed.

【0019】この発明の超電導体においては、超電導層
の間にブロッキング層が挿入された構造になっている
が、このブロッキング層の挿入に関しては、超電導特性
における再現性を考慮すると、規則性を持たせ、周期的
に挿入することが好ましいが、ランダムに挿入されてい
てよい。
The superconductor of the present invention has a structure in which a blocking layer is inserted between the superconducting layers. The insertion of this blocking layer has regularity in consideration of reproducibility in superconducting characteristics. However, it is preferable to insert them periodically, but they may be inserted randomly.

【0020】また、超電導電流が流れる層は超電導層で
あり、ブロッキング層はあくまで相互作用の次元性制御
や、多くの場合、キャリアを供給する層であり、上述し
たCu−O2 面の数が多いほどTcが高くなるという経
験からして、超電導層の単位格子数が多いほうが好まし
い。ここでいう単位格子とは、結晶学的に定義されたc
軸方向の原子の並びにおける最小単位である。以下にお
ける単位格子数も同じ意味である。
The layer through which the superconducting current flows is a superconducting layer, and the blocking layer is a layer for controlling the dimensionality of the interaction and, in many cases, supplying carriers, and the number of Cu--O 2 planes described above is large. From the experience that the higher the number, the higher the Tc, the larger the number of unit cells of the superconducting layer, the more preferable. The unit cell referred to here is c defined by crystallography.
It is the smallest unit in the arrangement of atoms in the axial direction. The unit cell number in the following has the same meaning.

【0021】さらに、超電導層をn単位格子数(nは1
以上の整数)とする繰り返し単位の間にブロッキング層
を介在させた構造の場合、nを大きくすると、上述した
経験則によれば、Cu−O2 面の数が増加してTcは上
昇することになる。しかしながら、nをあまり大きくす
るとキャリア濃度が低くなるので、nは、1〜6の範囲
にあることが好ましい。特に、キャリア濃度の適性化と
結晶構造の作りやすさからは、nは2〜4であるのが好
ましい。
Further, the superconducting layer has n unit lattice numbers (n is 1).
In the case of the structure in which the blocking layer is interposed between the repeating units of the above (integer), if n is increased, the number of Cu—O 2 planes increases and Tc increases according to the above empirical rule. become. However, if n is made too large, the carrier concentration will decrease, so n is preferably in the range of 1 to 6. In particular, n is preferably 2 to 4 in order to optimize the carrier concentration and to easily form a crystal structure.

【0022】また、上記イ〜ヘの物質群から選ばれ、か
つ、0.36nm以上、0.41nm以下の陽イオン間距離
を結晶構造中に有する酸化物の層をm層(mは1以上の
整数)積層してなるブロッキング層において、mは、大
きくすると超電導層へのキャリア供給量を増加させるこ
とはできるが、しかしその供給量を多くし過ぎると、超
電導層におけるキャリア濃度が高くなりすぎて適正値を
はずれ、超電導転移温度が低くなるのと同時に超電導体
中の超電導層の割合が少なくなって臨界電流密度が低く
なるので、mは1〜4の範囲であるのが好ましい。さら
に好ましいのは、1か2である。
Further, m layers (m is 1 or more) of oxide layers selected from the above-mentioned substance groups (a) to (e) and having a cation distance of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less in the crystal structure. In the laminated blocking layer, if m is increased, the carrier supply amount to the superconducting layer can be increased, but if the supply amount is too large, the carrier concentration in the superconducting layer becomes too high. Therefore, m is preferably in the range of 1 to 4 because the superconducting transition temperature becomes low and the superconducting transition temperature becomes low, and at the same time, the ratio of the superconducting layer in the superconductor decreases and the critical current density becomes low. More preferred is 1 or 2.

【0023】なお、キャリアをCu−O2 面に供給する
ことからすると、超電導層はCa、Sr、Cu、Oの元
素のほかに、Li、Na、Kなどのアルカリ金属を部分
的に混在させてもよい。
Since the carrier is supplied to the Cu-O 2 surface, the superconducting layer is made to partially contain alkali metals such as Li, Na and K in addition to the elements Ca, Sr, Cu and O. May be.

【0024】この発明の超電導体は、テープ状、線状、
繊維状、シート状等、いろいろな形状で使用できる。ま
た、炭素繊維やアルミナ、ジルコニア等のセラミックス
や、金、銀等の金属からなる補強材の上に形成して使用
できる。さらに、これらのセラミックス、金、銀等を被
覆して使用できる。さらにまた、銅等をマトリクスとす
る多芯線構造の超電導線材として使用できる。また、S
i、MgO、LaGaO3 、LaAlO3 、NdGaO
3 、NdAlO3 、LaSrGaO4 、Y2 3 、Sr
TiO3 、Al2 3 、イットリウム部分安定化ジルコ
ニア等の基板上に薄膜として形成し、いろいろな素子と
して、また、LSIの配線として使用できる。
The superconductor of the present invention has a tape shape, a wire shape,
It can be used in various shapes such as fiber and sheet. Further, it can be used by being formed on a reinforcing material made of carbon fiber, ceramics such as alumina and zirconia, or metal such as gold and silver. Furthermore, these ceramics, gold, silver, etc. can be coated and used. Furthermore, it can be used as a superconducting wire having a multi-core wire structure using copper or the like as a matrix. Also, S
i, MgO, LaGaO 3 , LaAlO 3 , NdGaO
3 , NdAlO 3 , LaSrGaO 4 , Y 2 O 3 , Sr
It can be formed as a thin film on a substrate of TiO 3 , Al 2 O 3 , yttrium partially stabilized zirconia, etc., and can be used as various devices and wiring of LSI.

【0025】基板の表面状態は、そこに超電導体を形成
するときに重要である。具体的には、不純物が付着して
おらず、かつ、エピタクシャル成長もできるように、あ
らかじめ高真空中で表面付着物を焼き飛ばしておくのが
よい。特に、基板としてSrTiO3 単結晶を使用する
場合、約1000℃までの熱処理で表面にTiが多く形
成されるため、超電導体をこの上に形成するときは、ま
ず、Srを積み、次にCuを、その後、目的とする超電
導体の層を形成していくのが好ましい。
The surface condition of the substrate is important when forming a superconductor on it. Specifically, it is preferable to burn off the surface deposit in a high vacuum in advance so that no impurities are attached and epitaxial growth is possible. In particular, when SrTiO 3 single crystal is used as a substrate, a large amount of Ti is formed on the surface by heat treatment up to about 1000 ° C. Therefore, when forming a superconductor on this, first stack Sr and then Cu. After that, it is preferable to form a layer of the desired superconductor.

【0026】この発明の超電導体は、いろいろな方法に
よって製造することができるが、式(Ca1-sSr
CuOで表される酸化物の層と、上記イ〜ヘの物質
群から選ばれ、かつ、0.36nm以上、0.41nm以下
の陽イオン間距離を結晶構造中に有する酸化物の層とを
原子オーダーあるいは1単位格子オーダーで制御するこ
とができる積み上げ法を使用して製造するのが好まし
い。
The superconductor of the present invention can be manufactured by various methods, and the formula (Ca 1-s Sr s )
An oxide layer represented by t CuO u and an oxide layer selected from the above-mentioned substance groups a to f and having a cation distance of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less in the crystal structure. It is preferable to manufacture by using a stacking method in which and can be controlled in atomic order or one unit lattice order.

【0027】この積み上げ法としては、レーザーアブレ
ーション法、分子線エピタキシー法、電子ビーム蒸着法
や、各種のスパッタ法等の物理的蒸着法を使用すること
ができ、特に、レーザーアブレーション法が好適であ
る。たとえば、レーザーアブレーション法による場合、
次のようにする。
As the stacking method, a laser ablation method, a molecular beam epitaxy method, an electron beam vapor deposition method, or a physical vapor deposition method such as various sputtering methods can be used, and a laser ablation method is particularly preferable. . For example, when using the laser ablation method,
Do the following:

【0028】まず、CuOのターゲットを製造する。す
なわち、CuOの粉末をペレットに成形し、その成形体
を700〜1000℃の温度で1〜12時間かけて焼結
し、ターゲット(ターゲット1)にする。同様にして、
Srのターゲット(ターゲット2)と、Caのターゲッ
ト(ターゲット3)と、TiO2 のターゲット(ターゲ
ット4)とを用意する。
First, a CuO target is manufactured. That is, CuO powder is formed into pellets, and the formed body is sintered at a temperature of 700 to 1000 ° C. for 1 to 12 hours to obtain a target (target 1). Similarly,
A target of Sr (target 2), a target of Ca (target 3), and a target of TiO 2 (target 4) are prepared.

【0029】次に、ターゲット1、2、3、4をチャン
バー内に別々にセットするとともに、これらのターゲッ
トに対向し、かつ、5〜300mm離れた位置に基板をセ
ットする。チャンバー内の酸化性物質の分圧を1×10
-2〜1×10-4Paにした後、基板を400〜600℃、
好ましくは450〜550℃に加熱する。そして、ター
ゲット1、2、3、4に、ArF、KrF、XeCl等
を使用したエキシマレーザーを交互に照射し、基板の上
に各ターゲットの構成物質を堆積させていく。このと
き、基板やその周辺にレーザーを照射すると、得られる
薄膜の結晶性を上げたり、酸化ガスによる酸化力を強く
したりすることができる。なお、ターゲット上の照射位
置におけるレーザー1パルス当たりのエネルギー密度
は、アブレーションが起こる大きさ以上であることが必
要だが、1kJ/cm2 以下であるのが好ましい。これより
も大きいと、薄膜の形態が悪くなることがある。照射す
るエキシマレーザーのパルス周波数は、使用するターゲ
ットの種類や、所望するアブレーション励起種の種類に
よっても異なるが、高すぎると、基板表面において、ア
ブレーションされて飛来してきた原子の再配列が不完全
になって結晶性の低下を引き起こすことがある。したが
って、パルス周波数は1〜80Hzの範囲にするのが好ま
しい。
Next, the targets 1, 2, 3 and 4 are separately set in the chamber, and the substrate is set at a position facing these targets and separated by 5 to 300 mm. Adjust the partial pressure of oxidizing substances in the chamber to 1 x 10
After setting the pressure to -2 to 1 × 10 -4 Pa, the substrate is heated to 400 to 600 ° C.
It is preferably heated to 450 to 550 ° C. Then, the targets 1, 2, 3 and 4 are alternately irradiated with an excimer laser using ArF, KrF, XeCl or the like to deposit the constituent material of each target on the substrate. At this time, by irradiating the substrate and the periphery thereof with a laser, the crystallinity of the obtained thin film can be enhanced and the oxidizing power of the oxidizing gas can be increased. The energy density per laser pulse at the irradiation position on the target needs to be larger than the size at which ablation occurs, but is preferably 1 kJ / cm 2 or less. If it is larger than this, the shape of the thin film may be deteriorated. The pulse frequency of the excimer laser used for irradiation varies depending on the type of target used and the type of desired ablation excitation species, but if it is too high, the rearrangement of atoms ablated and flying incompletely occurs on the substrate surface. May cause deterioration of crystallinity. Therefore, the pulse frequency is preferably in the range of 1 to 80 Hz.

【0030】また、ターゲットと基板との距離が5mm未
満であると、レーザー照射に対して基板が妨害物とな
り、ターゲットに対するエキシマレーザーの照射角度を
非常に小さくせざるを得なくなってターゲットのアブレ
ーションが起こりにくくなる。一方、300mmを超える
と、堆積速度が著しく遅くなるので実用的でない。
If the distance between the target and the substrate is less than 5 mm, the substrate becomes an obstacle to the laser irradiation, and the irradiation angle of the excimer laser with respect to the target cannot help but be extremely small, so that the target is ablated. Less likely to happen. On the other hand, when it exceeds 300 mm, the deposition rate is remarkably slowed, which is not practical.

【0031】チャンバー内を酸化性雰囲気にするために
は、NO2 やオゾンのほかに、酸素やN2 Oを使用した
り、酸素雰囲気中に紫外線等を照射してオゾンや活性酸
素を生成させたりしてもよい。
In order to create an oxidizing atmosphere in the chamber, oxygen or N 2 O is used in addition to NO 2 and ozone, or ultraviolet rays or the like are irradiated in the oxygen atmosphere to generate ozone or active oxygen. You may.

【0032】また、チャンバー内の酸化性雰囲気の分圧
を1×10-4Paよりも低くすると、得られる結晶構造内
にCu2 Oが安定相として生成し、超電導体が得られな
いことがある。また、1×10-2Paよりも高くすると、
形成されている銅複合酸化物中に不純物が混入しやすく
なったり、得られる薄膜のモルホロジーが低下すること
がある。
When the partial pressure of the oxidizing atmosphere in the chamber is lower than 1 × 10 -4 Pa, Cu 2 O is generated as a stable phase in the obtained crystal structure, and a superconductor cannot be obtained. is there. Also, if it is higher than 1 × 10 -2 Pa,
Impurities may be easily mixed in the formed copper complex oxide, or the morphology of the obtained thin film may be deteriorated.

【0033】さらに、基板温度を400℃よりも低くす
ると、基板上に堆積するターゲット物質の結晶化が起こ
りにくくなり、一方、600℃よりも高くすると、超電
導体が得られなくなることがある。
Further, if the substrate temperature is lower than 400 ° C., crystallization of the target material deposited on the substrate becomes difficult to occur, while if it is higher than 600 ° C., a superconductor may not be obtained.

【0034】各ターゲットをアブレーションする場合、
形成される超電導層やブロッキング層の厚みを、直接、
膜圧計でモニターしたり、標準試料をアブレーションし
たときの時間と厚みとの関係をあらかじめ求めておき、
実際の時間を測定してその値から厚みをモニターし、所
望の厚みになったところで、エキシマレーザーの照射対
象を別のターゲットに切り換えたりするようにする。
When ablating each target,
Directly change the thickness of the superconducting layer or blocking layer that is formed.
Monitor in advance with a membrane pressure gauge, and obtain the relationship between time and thickness when a standard sample is ablated in advance,
The actual time is measured, the thickness is monitored from the measured value, and when the desired thickness is reached, the irradiation target of the excimer laser is switched to another target.

【0035】また、各原子層の膜厚制御に関して、反射
高速電子線回折法(RHEED)を利用し、これによっ
て得られる画像上で回折格子点の強度をモニターし、そ
の振動パターンから、単位格子の数が所望の値になった
ときに別のターゲットにエキシマレーザーの照射を切り
換える方法を採用するとよい。
Regarding the control of the film thickness of each atomic layer, the reflection high-energy electron diffraction method (RHEED) is used, the intensity of the diffraction grating point is monitored on the image obtained by this, and the unit lattice is determined from the vibration pattern. It is advisable to adopt a method in which the irradiation of the excimer laser is switched to another target when the number of points reaches a desired value.

【0036】また、各層の形成後、1秒〜15分程度の
インターバルを置くと、各層の結晶性がより確かなもの
になるので好ましい。このインターバルは、最初は長く
とり、単位格子数が増してくると短くするといったよう
に、随時または逐次に変化させてもよい。
It is preferable to set an interval of about 1 second to 15 minutes after forming each layer because the crystallinity of each layer becomes more reliable. This interval may be changed at any time or sequentially, such that it is made long at first and shortened as the number of unit lattices increases.

【0037】このようにして基板上に薄膜を形成し、厚
みが所望の値になったところでレーザーの照射を停止
し、基板を約200〜450℃まで約5〜20℃/分の
速度で冷却する。このとき、チャンバー内の酸化性ガス
の分圧を上げたり、200〜400℃の温度域に1〜6
0分保持したりすると、酸素の取り込みをより完全なも
のにすることができる。同様に、酸素の取り込みをより
完全なものとするために、200〜400℃の温度で1
〜300分、0.1〜1気圧中で酸素アニールしたり、
同様の温度条件で、1気圧よりも高く、400気圧以下
の酸素分圧下で熱間等方圧加圧処理法(HIP法)を使
用して処理したりするのも好ましいことである。
In this way, a thin film is formed on the substrate, the laser irradiation is stopped when the thickness reaches a desired value, and the substrate is cooled to about 200 to 450 ° C. at a rate of about 5 to 20 ° C./min. To do. At this time, the partial pressure of the oxidizing gas in the chamber is increased or the temperature range of 200 to 400 ° C. is set to 1 to 6
By holding it for 0 minutes, the uptake of oxygen can be made more complete. Similarly, at a temperature of 200-400 ° C, 1 to make oxygen uptake more complete.
~ 300 minutes, oxygen anneal in 0.1-1 atmosphere,
Under the same temperature condition, it is also preferable to perform the treatment using a hot isotropic pressure treatment method (HIP method) under an oxygen partial pressure higher than 1 atm and 400 atm or less.

【0038】以上においては、Cu、Sr、Ca、Ti
のそれぞれについて、各1個のターゲットを使用する場
合について説明したが、SrとCaとCuとを所望のモ
ル比で混合、焼結してなる1個のターゲットを使用する
こともできる。たとえば、(Ca1-sSrCuO
の層を形成するとき、Ca:Sr:Cuがモル比で
(1−s)t:st:1である1個のペレットをターゲ
ットとして使用することができる。ブロッキング層を形
成する場合においても、同様に、1個のペレットをター
ゲットとして使用することができる。たとえば、SrT
iO3 の層の形成に、Sr:Tiが1:1である1個の
ペレットを使用することができる。
In the above, Cu, Sr, Ca, Ti
For each of the above, the case of using one target each has been described, but it is also possible to use one target obtained by mixing and sintering Sr, Ca, and Cu at a desired molar ratio. For example, (Ca 1-s Sr s ) t CuO
When forming the u layer, one pellet having Ca: Sr: Cu in a molar ratio of (1-s) t: st: 1 can be used as a target. Similarly, when forming the blocking layer, one pellet can be used as a target. For example, SrT
One pellet of Sr: Ti 1: 1 can be used to form the layer of i0 3 .

【0039】[0039]

【実施例】【Example】

実施例1 CuO粉末をペレットに成形し、その成形体を空気中に
て900℃で10時間かけて焼結し、徐冷してターゲッ
ト1を得た。また、Srのペレットを用意し、ターゲッ
ト2とした。さらに、SrCO3 、TiO2 の各粉末
を、Sr:Tiがモル比で1:1になるように秤量し、
混合し、空気中にて800℃で5時間仮焼し、粉砕し、
ペレットに成形し、空気中にて900℃で10時間かけ
て焼結し、徐冷してターゲット3を得た。
Example 1 A CuO powder was molded into pellets, and the molded body was sintered in air at 900 ° C. for 10 hours and gradually cooled to obtain a target 1. In addition, a Sr pellet was prepared and used as a target 2. Further, each powder of SrCO 3 and TiO 2 was weighed so that the molar ratio of Sr: Ti was 1: 1,
Mix, calcine in air at 800 ° C for 5 hours, crush,
It was molded into pellets, sintered in air at 900 ° C. for 10 hours, and gradually cooled to obtain a target 3.

【0040】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットするとともに、これらのターゲットに対向し、
かつ、各ターゲットから75mm離れた位置に、面方位が
(100)のSrTiO3 基板を置き、チャンバー内の
酸化性雰囲気(NO2 )の分圧を5×10-5Paに調整
し、基板を480℃に加熱した。
Next, while setting these targets in the chamber, facing these targets,
In addition, a SrTiO 3 substrate having a plane orientation of (100) is placed at a position 75 mm away from each target, and the partial pressure of the oxidizing atmosphere (NO 2 ) in the chamber is adjusted to 5 × 10 −5 Pa, and the substrate is Heated to 480 ° C.

【0041】次に、基板表面のRHEED像を観察し、
表面の結晶性、平滑性が十分であることを確認するとと
もに、回折点の強度をモニターした。以下、形成操作中
このモニターを続け、1原子層あるいは1単位格子層づ
つ形成できていることを確認した。
Next, the RHEED image of the substrate surface is observed,
It was confirmed that the crystallinity and smoothness of the surface were sufficient, and the intensity of the diffraction point was monitored. Below, this monitor was continued during the forming operation, and it was confirmed that one atomic layer or one unit lattice layer could be formed.

【0042】次に、各ターゲットに波長193nm、パル
スエネルギー密度約300mJ/cm2のArFエキシマレ
ーザーを、基板上に堆積させる厚みをRHEEDでモニ
ターしながら、以下のようにして切り換えて照射した。
Next, each target was irradiated with an ArF excimer laser having a wavelength of 193 nm and a pulse energy density of about 300 mJ / cm 2 by switching as follows while monitoring the thickness to be deposited on the substrate by RHEED.

【0043】まず、ターゲット2に3Hzのレーザーを照
射し、RHEEDの回折点強度が確実に1回振動するの
に要する時間を測定した。35秒であった。次に、ター
ゲット1に3Hzのレーザーを照射し、同様にRHEED
の回折点強度が確実に1回振動するのに要する時間を測
定した。40秒であった。このようにして、各Sr、C
uの1原子層厚みを形成するのに要する時間を決定し
た。
First, the target 2 was irradiated with a laser of 3 Hz, and the time required for the diffraction point intensity of RHEED to surely vibrate once was measured. It was 35 seconds. Next, irradiate the target 1 with a laser of 3 Hz, and similarly perform RHEED.
The time required for the diffraction point intensity to vibrate once surely was measured. It was 40 seconds. In this way, each Sr, C
The time required to form a monolayer thickness of u was determined.

【0044】次に、表1に示す条件のステップ1〜4を
この順序で行う操作aを3回反復して薄膜を形成した。
Next, the operation a in which steps 1 to 4 under the conditions shown in Table 1 were performed in this order was repeated three times to form a thin film.

【0045】[0045]

【表1】 また、この操作aによる膜を別に形成し、プラズマ発光
分光分析法(ICP法)によってその組成を調べたとこ
ろ、ほぼSr1.0 Cu1.0 であった。このことか
ら、操作aを3回繰り返すことによって、この組成の薄
膜が3単位格子数形成されているとの推定ができる。こ
れが繰り返し単位になる。
[Table 1] Also, when a film was separately formed by the operation a and its composition was examined by the plasma emission spectroscopy (ICP method), it was found to be about Sr 1.0 Cu 1.0 O u . From this, by repeating the operation a three times, it can be estimated that the thin film of this composition is formed with three unit lattices. This becomes a repeating unit.

【0046】次に、上記薄膜の上に、表2に示す条件の
ステップ5、6をこの順序で行う操作bを1回行った。
Next, on the above-mentioned thin film, the operation b for carrying out the steps 5 and 6 of the conditions shown in Table 2 in this order was performed once.

【0047】[0047]

【表2】 この操作で、SrTiO3+νの層が1単位格子数形成さ
れているとの推定ができる。これがブロッキング層にな
る。
[Table 2] By this operation, it can be estimated that the SrTiO 3 + ν layer is formed with one unit lattice number. This becomes the blocking layer.

【0048】次に、上記層の上に、下記1、2の操作を
順に行い、かかる操作を30回繰り返した。
Next, the following operations 1 and 2 were sequentially performed on the above layer, and these operations were repeated 30 times.

【0049】1.操作a 3回 2.操作b 1回 かくして、基板上に、Sr1.0 Cu1.0 γの層が3単
位格子、Sr1.0 Ti1.0 3+νの層が1単位格子づつ
交互に30回積み重ねられた薄膜を得た。この薄膜の帯
磁率をSQUIDによって測定したところ、94Kから
超電導になったことを示す反磁性シグナルが現れ始め
(Tc(χ)onset )、Tcは94Kであることを確認
できた。
1. Operation a 3 times 2. Operation b 1 time Thus, a thin film was obtained in which a layer of Sr 1.0 Cu 1.0 O γ and a layer of Sr 1.0 Ti 1.0 O 3 + ν were alternately stacked 30 times on the substrate 30 times. When the magnetic susceptibility of this thin film was measured by SQUID, it was confirmed that a diamagnetic signal indicating that the film became superconducting started to appear at 94K (Tc (χ) onset ) and Tc was 94K.

【0050】実施例2 実施例1と同様にCuOターゲット1、Srのターゲッ
ト2を用意した。また、Caのペレットをターゲット3
として用意した。さらに、TiO2 粉末をペレットに成
形し、空気中にて900℃で5時間かけて焼結し、徐冷
してターゲット4を得た。
Example 2 A CuO target 1 and a Sr target 2 were prepared in the same manner as in Example 1. In addition, Ca pellets target 3
Prepared as Further, the TiO 2 powder was molded into pellets, sintered in air at 900 ° C. for 5 hours, and gradually cooled to obtain a target 4.

【0051】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットし、以下実施例1と同様にして、しかし、表3
に示す条件のステップ1〜5をこの順序で行う操作aを
4回反復して薄膜を形成した。
Next, these targets were set in the chamber and the same procedure as in Example 1 was followed, except that Table 3
The operation a in which steps 1 to 5 under the conditions shown in FIG. 2 are performed in this order is repeated four times to form a thin film.

【0052】[0052]

【表3】 また、この操作aによる膜を別に形成し、ICP法によ
ってその組成を調べたところ、ほぼCa0.3 Sr0.7
1.0 γであった。このことから、操作aを4回繰り
返すことによって、この組成の薄膜が4単位格子数形成
されているとの推定ができる。これが繰り返し単位にな
る。
[Table 3] In addition, when a film was separately formed by the operation a and its composition was examined by the ICP method, it was found that Ca 0.3 Sr 0.7 C
It was u 1.0 O γ . From this, by repeating the operation a four times, it can be estimated that the thin film having this composition has four unit lattice numbers. This becomes a repeating unit.

【0053】次に、上記薄膜の上に、表4に示す条件の
ステップ6、7をこの順序で行う操作bを1回行った。
Next, the operation b for performing steps 6 and 7 under the conditions shown in Table 4 in this order was performed once on the thin film.

【0054】[0054]

【表4】 この操作で、SrTiO3+νの層が1単位格子数形成さ
れているとの推定ができる。これがブロッキング層にな
る。
[Table 4] By this operation, it can be estimated that the SrTiO 3 + ν layer is formed with one unit lattice number. This becomes the blocking layer.

【0055】次に、上記層の上に、下記1、2の操作を
順に行い、かかる操作を20回繰り返した。
Next, the following operations 1 and 2 were sequentially performed on the above layer, and these operations were repeated 20 times.

【0056】1.操作a 4回 2.操作b 1回 なお、基板はターゲットから100mm離れた位置に置い
た。また、チャンバー内の酸化性雰囲気(NO2 )の分
圧は1×10-5Paに調整した。さらに、基板は500℃
とし、レーザーの発振周波数は2Hzとした。
1. Operation a 4 times 2. Operation b 1 time The substrate was placed 100 mm away from the target. The partial pressure of the oxidizing atmosphere (NO 2 ) in the chamber was adjusted to 1 × 10 −5 Pa. Furthermore, the substrate is 500 ° C
And the oscillation frequency of the laser was 2 Hz.

【0057】かくして、基板上に、Ca0.3 Sr0.7
1.0 γの層が4単位格子、Sr1.0 Ti1.0 3+ν
の層が1単位格子づつ交互に20回積み重ねられた薄膜
を得た。この薄膜のTc(χ)onset は83Kであっ
た。
Thus, Ca 0.3 Sr 0.7 C was formed on the substrate.
The layer of u 1.0 O γ has 4 unit cells, and Sr 1.0 Ti 1.0 O 3 + ν
A thin film was obtained in which the layers of 1 were alternately stacked 20 times for each unit lattice. The Tc (χ) onset of this thin film was 83K.

【0058】実施例3 SrCO3 、CuOの各粉末をSr:Cuが0.95:
1になるように秤量し、混合し、空気中にて800℃で
5時間仮焼し、粉砕し、ペレットに成形し、空気中にて
900℃で5時間かけて焼結し、徐冷してターゲット1
を得た。また、La2 3 、NiOの各粉末をLa:N
iが2:1になるように秤量し、混合し、空気中にて8
00℃で5時間仮焼し、粉砕し、ペレットに成形し、空
気中にて950℃で5時間かけて焼結し、徐冷してター
ゲット2を得た。
Example 3 Each of SrCO 3 and CuO powders contained 0.95 of Sr: Cu:
Weighed so as to be 1, mixed, calcined in air at 800 ° C. for 5 hours, crushed, molded into pellets, sintered in air at 900 ° C. for 5 hours, and then slowly cooled. Target 1
Got Further, each powder of La 2 O 3 and NiO was added to La: N.
Weigh so that i is 2: 1, mix and mix in air for 8
It was calcined at 00 ° C. for 5 hours, crushed, molded into pellets, sintered in air at 950 ° C. for 5 hours, and slowly cooled to obtain a target 2.

【0059】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットし、以下実施例1と同様にして、しかし、表5
に示す条件のステップ1〜4をこの順序で行う操作を4
0回反復して、ターゲット1によるSr0.95Cu1.0
γの層が3単位格子、ターゲット2によるLa2 NiO
4+πの層が1単位格子なる薄膜を形成した。
Next, these targets were set in the chamber and the same procedure as in Example 1 was followed, except that Table 5
Steps 1 to 4 of the condition shown in 4 are performed in this order.
Sr 0.95 Cu 1.0 O by target 1 was repeated 0 times.
γ layer is 3 unit cell, La 2 NiO by target 2
A thin film in which the 4 + π layer is a unit lattice was formed.

【0060】[0060]

【表5】 なお、基板はターゲットから30mm離れた位置に置い
た。また、チャンバー内の酸化性雰囲気(NO2 )の分
圧は1.5Paに調整した。さらに、基板温度は650℃
とし、レーザーの発振周波数は4Hzとした。厚みのモニ
ターには膜厚計を用いた。
[Table 5] The substrate was placed 30 mm away from the target. The partial pressure of the oxidizing atmosphere (NO 2 ) in the chamber was adjusted to 1.5 Pa. Furthermore, the substrate temperature is 650 ° C
And the oscillation frequency of the laser was 4 Hz. A film thickness meter was used to monitor the thickness.

【0061】かくして、基板上に、Sr0.95Cu1.0
γの層が3単位格子、La2 NiO4+πの層が1単位格
子づつ交互に40回積み重ねられた薄膜を得た。この薄
膜のTc(χ)onset は37Kであった。
Thus, Sr 0.95 Cu 1.0 O was formed on the substrate.
A thin film was obtained in which a layer of γ was 3 unit lattices and a layer of La 2 NiO 4 + π was alternately laminated 40 times, one unit lattice each. The Tc (χ) onset of this thin film was 37K.

【0062】実施例4 SrCO3 、CaCO3 、CuOの各粉末をSr:C
a:Cuが0.2:0.8:1になるように秤量し、混
合し、空気中にて800℃で5時間仮焼し、粉砕し、ペ
レットに成形し、空気中にて900℃で5時間かけて焼
結し、徐冷してターゲット1を得た。また、Bi
2 3 、TiO2 の各粉末をBi:Tiが4.2:3に
なるように秤量し、混合し、空気中にて600℃で5時
間仮焼し、粉砕し、ペレットに成形し、空気中にて70
0℃で5時間かけて焼結し、徐冷してターゲット2を得
た。
Example 4 Each powder of SrCO 3 , CaCO 3 and CuO was added to Sr: C.
a: Cu is weighed so as to be 0.2: 0.8: 1, mixed, calcined in air at 800 ° C. for 5 hours, crushed, molded into pellets, and 900 ° C. in air Sintering was performed for 5 hours, and the target 1 was obtained by slow cooling. Also, Bi
2 O 3 and TiO 2 powders were weighed so that Bi: Ti was 4.2: 3, mixed, calcined in air at 600 ° C. for 5 hours, crushed, and molded into pellets, 70 in the air
The target 2 was obtained by sintering at 0 ° C. for 5 hours and gradually cooling.

【0063】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットし、以下実施例1と同様にして、しかし、表6
に示す条件のステップ1〜4をこの順序で行う操作を4
0回反復して、ターゲット1によるCa0.8 Sr0.2
1.0 γの層が3単位格子、ターゲット2によるBi
4 Ti3 12+ σの層が1単位格子なる薄膜を形成し
た。
Next, these targets were set in the chamber and the same procedure as in Example 1 was followed, except that Table 6
Steps 1 to 4 of the condition shown in 4 are performed in this order.
Ca 0.8 Sr 0.2 C with target 1 repeated 0 times
u 1.0 O γ layer has 3 unit cells , Bi with target 2
A thin film in which a layer of 4 Ti 3 O 12+ σ has one unit lattice was formed.

【0064】[0064]

【表6】 なお、基板はターゲットから30mm離れた位置に置い
た。また、チャンバー内の酸化性雰囲気は酸素ガスと
し、分圧を2Paに調整した。さらに、基板温度は600
℃とし、レーザーの発振周波数は6Hzとした。厚みのモ
ニターには膜厚計を用いた。
[Table 6] The substrate was placed 30 mm away from the target. The oxidizing atmosphere in the chamber was oxygen gas, and the partial pressure was adjusted to 2 Pa. Furthermore, the substrate temperature is 600
The oscillation frequency of the laser was 6 Hz. A film thickness meter was used to monitor the thickness.

【0065】かくして、基板上に、Ca0.8 Sr0.2
1.0 γの層が3単位格子、Bi4 Ti3 12+ σ
層が1単位格子づつ交互に40回積み重ねられた薄膜を
得た。この薄膜のTc(χ)onset は12Kであった。
Thus, Ca 0.8 Sr 0.2 C was formed on the substrate.
A thin film was obtained in which a u 1.0 O γ layer was stacked three times and a Bi 4 Ti 3 O 12+ σ layer was stacked one by one 40 times alternately. The Tc (χ) onset of this thin film was 12K.

【0066】実施例5 CaCO3 、CuOの各粉末をCa:Cuが0.95:
1になるように秤量し、混合し、空気中にて700℃で
5時間仮焼し、粉砕し、ペレットに成形し、空気中にて
800℃で5時間かけて焼結し、徐冷してターゲット1
を得た。また、CeO2 の粉末をペレットに成形し、空
気中にて1000℃で5時間かけて焼結し、徐冷してタ
ーゲット2を得た。
Example 5 Each of CaCO 3 and CuO powder contained 0.95 of Ca: Cu.
Weighed so as to be 1, mixed, calcined in air at 700 ° C. for 5 hours, crushed, formed into pellets, sintered in air at 800 ° C. for 5 hours, and then slowly cooled. Target 1
Got Further, CeO 2 powder was molded into pellets, sintered in air at 1000 ° C. for 5 hours, and gradually cooled to obtain a target 2.

【0067】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットし、以下実施例1と同様にして、しかし、表7
に示す条件のステップ1〜4をこの順序で行う操作を5
0回反復して、ターゲット1によるCa0.95Cu1.0
γの層が4単位格子、ターゲット2によるCeO2+τ
層が1単位格子なる薄膜を形成した。
Next, these targets were set in the chamber and the same procedure as in Example 1 was followed, except that Table 7
Steps 1 to 4 of the condition shown in 5 are performed in this order.
Ca 0.95 Cu 1.0 O by target 1 repeated 0 times
A thin film was formed in which the γ layer was a 4-unit lattice, and the target 2 CeO 2 + τ layer was a 1-unit lattice.

【0068】[0068]

【表7】 なお、基板はターゲットから30mm離れた位置に置い
た。また、チャンバー内の酸化性雰囲気は5%オゾンを
含む酸素ガスとし、分圧を10Paに調整した。さらに、
基板温度は600℃とし、レーザーの発振周波数は3Hz
とした。厚みのモニターには膜厚計を用いた。
[Table 7] The substrate was placed 30 mm away from the target. The oxidizing atmosphere in the chamber was oxygen gas containing 5% ozone, and the partial pressure was adjusted to 10 Pa. further,
Substrate temperature is 600 ℃, laser oscillation frequency is 3Hz
And A film thickness meter was used to monitor the thickness.

【0069】かくして、基板上に、Ca0.95Cu1.0
γの層が4単位格子、CeO2+τの層が1単位格子づつ
交互に50回積み重ねられた薄膜を得た。この薄膜のT
c(χ)onset は8Kであった。
Thus, Ca 0.95 Cu 1.0 O was formed on the substrate.
A thin film was obtained in which the γ layer was stacked alternately with 4 unit lattices and the CeO 2 + τ layer was stacked with 1 unit lattice 50 times. T of this thin film
The c (χ) onset was 8K.

【0070】実施例6 SrCO3 、CaCO3 、CuOの各粉末をSr:C
a:Cuが0.5:0.5:1になるように秤量し、混
合し、空気中にて700℃で5時間仮焼し、粉砕し、ペ
レットに成形し、空気中にて850℃で5時間かけて焼
結し、徐冷してターゲット1を得た。また、SrC
3 、TiO2 の各粉末をSr:Tiが3:2になるよ
うに秤量し、混合し、空気中にて800℃で5時間仮焼
し、粉砕し、ペレットに成形し、空気中にて900℃で
5時間かけて焼結し、徐冷してターゲット2を得た。
Example 6 Each powder of SrCO 3 , CaCO 3 and CuO was mixed with Sr: C.
a: Cu are weighed so as to be 0.5: 0.5: 1, mixed, calcined in air at 700 ° C. for 5 hours, crushed, formed into pellets, and 850 ° C. in air. Sintering was performed for 5 hours, and the target 1 was obtained by slow cooling. In addition, SrC
Each powder of O 3 and TiO 2 is weighed so that Sr: Ti becomes 3: 2, mixed, calcined in air at 800 ° C. for 5 hours, crushed, molded into pellets, and put in air. Then, it was sintered at 900 ° C. for 5 hours and gradually cooled to obtain a target 2.

【0071】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットし、以下実施例1と同様にして、しかし、表8
に示す条件のステップ1〜4をこの順序で行う操作を5
0回反復して、ターゲット1によるCa0.5 Sr0.5
1.0 γの層が3単位格子、ターゲット2によるSr
3 Ti2 7+χの層が2単位格子なる薄膜を形成した。
Then, these targets were set in the chamber and the same procedure as in Example 1 was followed, except that Table 8
Steps 1 to 4 of the condition shown in 5 are performed in this order.
Ca 0.5 Sr 0.5 C with target 1 repeated 0 times
u 1.0 O γ layer is 3 unit cell, Sr by target 2
A thin film was formed in which a layer of 3 Ti 2 O 7 + χ has a 2-unit lattice.

【0072】[0072]

【表8】 なお、基板はターゲットから30mm離れた位置に置い
た。また、チャンバー内の酸化性雰囲気は酸素ガスと
し、分圧を1Paに調整した。さらに、基板温度は650
℃とし、レーザーの発振周波数は4Hzとした。厚みのモ
ニターには膜厚計を用いた。
[Table 8] The substrate was placed 30 mm away from the target. The oxidizing atmosphere in the chamber was oxygen gas, and the partial pressure was adjusted to 1 Pa. Furthermore, the substrate temperature is 650
The laser oscillation frequency was 4 Hz. A film thickness meter was used to monitor the thickness.

【0073】かくして、基板上に、Ca0.5 Sr0.5
1.0 γの層が3単位格子、Sr3 Ti2 7+χの層
が2単位格子づつ交互に50回積み重ねられた薄膜を得
た。この薄膜のTc(χ)onset は4Kであった。
Thus, Ca 0.5 Sr 0.5 C was formed on the substrate.
A thin film was obtained in which a layer of u 1.0 O γ has a 3-unit lattice, and a layer of Sr 3 Ti 2 O 7 + χ has a 2-unit lattice and is alternately stacked 50 times. The Tc (χ) onset of this thin film was 4K.

【0074】実施例7 SrCO3 、CaCO3 、CuOの各粉末をSr:C
a:Cuが0.63:0.27:1になるように秤量
し、混合し、空気中にて700℃で5時間仮焼し、粉砕
し、ペレットに成形し、空気中にて850℃で5時間か
けて焼結し、徐冷してターゲット1を得た。また、Nd
2 3 、Nb2 5 の各粉末をNd:Nbが1:3にな
るように秤量し、混合し、空気中にて800℃で5時間
仮焼し、粉砕し、ペレットに成形し、空気中にて100
0℃で5時間かけて焼結し、徐冷してターゲット2を得
た。
Example 7 SrCO 3 , CaCO 3 , and CuO powders were mixed with Sr: C.
a: Cu is weighed so as to be 0.63: 0.27: 1, mixed, calcined in air at 700 ° C. for 5 hours, pulverized, and molded into pellets, and 850 ° C. in air. Sintering was performed for 5 hours, and the target 1 was obtained by slow cooling. Also, Nd
2 O 3 and Nb 2 O 5 powders were weighed and mixed so that Nd: Nb was 1: 3, mixed, calcined in air at 800 ° C. for 5 hours, crushed, and molded into pellets, 100 in the air
The target 2 was obtained by sintering at 0 ° C. for 5 hours and gradually cooling.

【0075】次に、これらのターゲットをチャンバー内
にセットし、以下実施例1と同様にして、しかし、表9
に示す条件のステップ1〜4をこの順序で行う操作を5
0回反復して、ターゲット1による(Ca0.3
0.7 0.9 Cu1.0 γの層が4単位格子、ターゲッ
ト2によるNd0.33NbO3+ωの層が1単位格子なる薄
膜を形成した。
Next, these targets were set in the chamber and the same procedure as in Example 1 was followed, except that Table 9
Steps 1 to 4 of the condition shown in 5 are performed in this order.
Repeated 0 times, with target 1 (Ca 0.3 S
A thin film was formed in which the r 0.7 ) 0.9 Cu 1.0 O γ layer had a 4-unit lattice, and the target 2 layer of Nd 0.33 NbO 3 + ω had a 1-unit lattice.

【0076】[0076]

【表9】 なお、基板はターゲットから30mm離れた位置に置い
た。また、チャンバー内の酸化性雰囲気は酸素ガスと
し、分圧を10Paに調整した。さらに、基板温度は65
0℃とし、レーザーの発振周波数は4Hzとした。厚みの
モニターには膜厚計を用いた。
[Table 9] The substrate was placed 30 mm away from the target. The oxidizing atmosphere in the chamber was oxygen gas, and the partial pressure was adjusted to 10 Pa. Furthermore, the substrate temperature is 65
The laser oscillation frequency was 4 Hz. A film thickness meter was used to monitor the thickness.

【0077】かくして、基板上に、(Ca0.3
0.7 0.9 Cu1.0 γの層が4単位格子、Nd0.33
NbO3+ωの層が1単位格子づつ交互に50回積み重ね
られた薄膜を得た。この薄膜のTc(χ)onset は48
Kであった。
Thus, (Ca 0.3 S
r 0.7 ) 0.9 Cu 1.0 O γ layer has 4 unit cells, Nd 0.33
A thin film was obtained in which layers of NbO 3 + ω were alternately stacked 50 times in units of 1 unit lattice. The Tc (χ) onset of this thin film is 48
It was K.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C01G 53/00 ZAA A C23C 14/08 L 9271−4K H01B 12/06 ZAA 7244−5G 13/00 565 D 7244−5G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication C01G 53/00 ZAA A C23C 14/08 L 9271-4K H01B 12/06 ZAA 7244-5G 13/00 565 D 7244-5G

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】式(Ca1-sSrCuO(ただ
し、0≦s≦1.0、0.8≦t≦1.1、1.8≦u
≦2.2)で表される酸化物と、下記イ〜ヘの物質群か
ら選ばれ、かつ、0.36nm以上、0.41nm以下の陽
イオン間距離を結晶構造中に有する酸化物とが層状をな
していることを特徴とする超電導体。 イ.α1+μβ1-μ3+ν (ただし、αはDy、Sm、Nd、Pr、Ce、La、
Eu、Bi、Pb、Gd、Na、Sr、Ca、Ag、
K、およびBaから選ばれた元素で、βはMn、Co、
Al、Ga、Cr、Ce、Cd、Ni、W、Fe、G
a、Ta、V、Ti、Mo、Sn、Rh、NbおよびZ
rから選ばれた元素。−0.2≦μ≦0.2、−0.3
≦ν≦0.3) ロ.γ2+ξδ1-ξ4+π (ただし、γはLa、SrおよびNdから選ばれた元素
で、δはLi、Ni、Al、Co、Mn、Mg、Cr、
Ga、Rh、Ti、Fe、Ru、Ir、MoおよびSn
から選ばれた元素。−0.2≦ξ≦0.2、−0.3≦
π≦0.3) ハ.εn+1+ρζn-ρ3n+3+ σ (ただし、εはPb、BiおよびBaから選ばれた元素
で、ζはTi、NbおよびTaから選ばれた元素。n=
2、3または4。−0.2≦ρ≦0.2、−0.3≦σ
≦0.3) ニ.ηm q+τ (ただし、ηがNaでm=2、q=1、ηがCeでm=
1、q=2、または、ηがY、Ho、Dy、Tb、G
d、Eu、Sm、Pr、NdおよびLaから選ばれた元
素。m=2、q=3。−0.3≦τ≦0.3) ホ.Srr+1+φTir-φ3r+1+ χ (ただし、r=2または3。−0.2≦φ≦0.2、−
0.3≦χ≦0.3) ヘ.κ0.33+ ψλ1-ψ3+ω (ただし、κはYb、Y、Dy、Gd、Ce、Sm、N
d、LaおよびPrから選ばれた元素で、λはTaおよ
びNbから選ばれた元素。−0.1≦ψ≦0.1、−
0.3≦ω≦0.3)
1. The formula (Ca 1-s Sr s ) t CuO u (where 0 ≦ s ≦ 1.0, 0.8 ≦ t ≦ 1.1, 1.8 ≦ u
An oxide represented by ≦ 2.2) and an oxide having a cation distance of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less in the crystal structure, which is selected from the following substance groups a to f. A superconductor characterized by being layered. I. α 1 + μ β 1-μ O 3 + ν (where α is Dy, Sm, Nd, Pr, Ce, La,
Eu, Bi, Pb, Gd, Na, Sr, Ca, Ag,
An element selected from K and Ba, β is Mn, Co,
Al, Ga, Cr, Ce, Cd, Ni, W, Fe, G
a, Ta, V, Ti, Mo, Sn, Rh, Nb and Z
An element selected from r. −0.2 ≦ μ ≦ 0.2, −0.3
≤ν≤0.3) b. γ 2 + ξ δ 1-ξ O 4 + π (where γ is an element selected from La, Sr and Nd, and δ is Li, Ni, Al, Co, Mn, Mg, Cr,
Ga, Rh, Ti, Fe, Ru, Ir, Mo and Sn
An element selected from. −0.2 ≦ ξ ≦ 0.2, −0.3 ≦
π ≦ 0.3) c. ε n + 1 + ρ ζ n-ρ O 3n + 3 + σ (where ε is an element selected from Pb, Bi and Ba, and ζ is an element selected from Ti, Nb and Ta. n =
2, 3 or 4. −0.2 ≦ ρ ≦ 0.2, −0.3 ≦ σ
≦ 0.3) D. η m O q + τ (where η is Na and m = 2, q = 1, and η is Ce and m =
1, q = 2, or η is Y, Ho, Dy, Tb, G
An element selected from d, Eu, Sm, Pr, Nd and La. m = 2, q = 3. −0.3 ≦ τ ≦ 0.3) E. Sr r + 1 + φ Ti r-φ O 3r + 1 + χ (where r = 2 or 3. −0.2 ≦ φ ≦ 0.2, −
0.3 ≦ χ ≦ 0.3) f. κ 0.33+ ψ λ 1-ψ O 3 + ω (where κ is Yb, Y, Dy, Gd, Ce, Sm, N
An element selected from d, La and Pr, and λ is an element selected from Ta and Nb. −0.1 ≦ ψ ≦ 0.1, −
0.3 ≦ ω ≦ 0.3)
【請求項2】式(Ca1-sSrCuO(ただ
し、0≦s≦1.0、0.8≦t≦1.1、1.8≦u
≦2.2)で表される酸化物の層と、下記イ〜ヘの物質
群から選ばれ、かつ、0.36nm以上、0.41nm以下
の陽イオン間距離を結晶構造中に有する酸化物の層とを
積み上げ法によって形成することを特徴とする、超電導
体の製造方法。 イ.α1+μβ1-μ3+ν (ただし、αはDy、Sm、Nd、Pr、Ce、La、
Eu、Bi、Pb、Gd、Na、Sr、Ca、Ag、
K、およびBaから選ばれた元素で、βはMn、Co、
Al、Ga、Cr、Ce、Cd、Ni、W、Fe、G
a、Ta、V、Ti、Mo、Sn、Rh、NbおよびZ
rから選ばれた元素。−0.2≦μ≦0.2、−0.3
≦ν≦0.3) ロ.γ2+ξδ1-ξ4+π (ただし、γはLa、SrおよびNdから選ばれた元素
で、δはLi、Ni、Al、Co、Mn、Mg、Cr、
Ga、Rh、Ti、Fe、Ru、Ir、MoおよびSn
から選ばれた元素。−0.2≦ξ≦0.2、−0.3≦
π≦0.3) ハ.εn+1+ρζn-ρ3n+3+ σ (ただし、εはPb、BiおよびBaから選ばれた元素
で、ζはTi、NbおよびTaから選ばれた元素。n=
2、3または4。−0.2≦ρ≦0.2、−0.3≦σ
≦0.3) ニ.ηm q+τ (ただし、ηがNaでm=2、q=1、ηがCeでm=
1、q=2、または、ηがY、Ho、Dy、Tb、G
d、Eu、Sm、Pr、NdおよびLaから選ばれた元
素。m=2、q=3。−0.3≦τ≦0.3) ホ.Srr+1+φTir-φ3r+1+ χ (ただし、r=2または3。−0.2≦φ≦0.2、−
0.3≦χ≦0.3) ヘ.κ0.33+ ψλ1-ψ3+ω (ただし、κはYb、Y、Dy、Gd、Ce、Sm、N
d、LaおよびPrから選ばれた元素で、λはTaおよ
びNbから選ばれた元素。−0.1≦ψ≦0.1、−
0.3≦ω≦0.3)
2. The formula (Ca 1-s Sr s ) t CuO u (where 0 ≦ s ≦ 1.0, 0.8 ≦ t ≦ 1.1, 1.8 ≦ u)
An oxide layer represented by ≦ 2.2) and an oxide having a cation distance of 0.36 nm or more and 0.41 nm or less selected from the following substance groups a to f in the crystal structure. A method for producing a superconductor, characterized in that the layer and the layer are formed by a stacking method. I. α 1 + μ β 1-μ O 3 + ν (where α is Dy, Sm, Nd, Pr, Ce, La,
Eu, Bi, Pb, Gd, Na, Sr, Ca, Ag,
An element selected from K and Ba, β is Mn, Co,
Al, Ga, Cr, Ce, Cd, Ni, W, Fe, G
a, Ta, V, Ti, Mo, Sn, Rh, Nb and Z
An element selected from r. −0.2 ≦ μ ≦ 0.2, −0.3
≤ν≤0.3) b. γ 2 + ξ δ 1-ξ O 4 + π (where γ is an element selected from La, Sr and Nd, and δ is Li, Ni, Al, Co, Mn, Mg, Cr,
Ga, Rh, Ti, Fe, Ru, Ir, Mo and Sn
An element selected from. −0.2 ≦ ξ ≦ 0.2, −0.3 ≦
π ≦ 0.3) c. ε n + 1 + ρ ζ n-ρ O 3n + 3 + σ (where ε is an element selected from Pb, Bi and Ba, and ζ is an element selected from Ti, Nb and Ta. n =
2, 3 or 4. −0.2 ≦ ρ ≦ 0.2, −0.3 ≦ σ
≦ 0.3) D. η m O q + τ (where η is Na and m = 2, q = 1, and η is Ce and m =
1, q = 2, or η is Y, Ho, Dy, Tb, G
An element selected from d, Eu, Sm, Pr, Nd and La. m = 2, q = 3. −0.3 ≦ τ ≦ 0.3) E. Sr r + 1 + φ Ti r-φ O 3r + 1 + χ (where r = 2 or 3. −0.2 ≦ φ ≦ 0.2, −
0.3 ≦ χ ≦ 0.3) f. κ 0.33+ ψ λ 1-ψ O 3 + ω (where κ is Yb, Y, Dy, Gd, Ce, Sm, N
An element selected from d, La and Pr, and λ is an element selected from Ta and Nb. −0.1 ≦ ψ ≦ 0.1, −
0.3 ≦ ω ≦ 0.3)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011219796A (en) * 2010-04-07 2011-11-04 Mitsubishi Materials Corp BiTi-BASED OXIDE TARGET CONTAINING Bi4Ti3O12 PHASE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

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