JPH07206437A - 超電導体およびその製造方法 - Google Patents
超電導体およびその製造方法Info
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- JPH07206437A JPH07206437A JP6002004A JP200494A JPH07206437A JP H07206437 A JPH07206437 A JP H07206437A JP 6002004 A JP6002004 A JP 6002004A JP 200494 A JP200494 A JP 200494A JP H07206437 A JPH07206437 A JP H07206437A
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- 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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζ（ただ
し、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε≦２．
２、２．６≦ζ≦３．３）で表される酸化物の層と、式
（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、β、γ
は０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６≦γ≦
２．２）で表される酸化物の層とが層状をなしている超
電導体。 【効果】 有毒な元素や高価な元素や重金属を含まず、
アルカリ土類金属と銅の酸化物から形成され、かつ高い
Ｔｃ値を有する超電導体が得られる。
し、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε≦２．
２、２．６≦ζ≦３．３）で表される酸化物の層と、式
（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、β、γ
は０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６≦γ≦
２．２）で表される酸化物の層とが層状をなしている超
電導体。 【効果】 有毒な元素や高価な元素や重金属を含まず、
アルカリ土類金属と銅の酸化物から形成され、かつ高い
Ｔｃ値を有する超電導体が得られる。
Description
【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などの素子として適し、
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。
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などの素子として適し、
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。
【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）に記載されるように、超
電導電流が流れるＣｕ−Ｏ2 面と、このＣｕ−Ｏ2 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−Ｏ2 面
の数によって、１層系、２層系、３層系に分類されてい
る。
schrift fur Physik B-condensed Matter ”Vol.８
３、第７〜１７頁（１９９１）に記載されるように、超
電導電流が流れるＣｕ−Ｏ2 面と、このＣｕ−Ｏ2 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−Ｏ2 面
の数によって、１層系、２層系、３層系に分類されてい
る。
【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）2 ＣｕＯ4 などがあり、２層系のものとして
は、（Ｌａ，Ｓｒ）2 ＣａＣｕ2 Ｏ6 、ＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7 、Ｂｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8 、Ｐｂ2 Ｓｒ2 （Ｃ
ａ，Ｙ）Ｃｕ3 Ｏ8 などがあり、また、３層系のものと
しては、（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 、Ｔ
ｌ2 Ｂａ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10などがある。
ａ，Ｓｒ）2 ＣｕＯ4 、Ｂｉ2 Ｓｒ2ＣｕＯ6 、（Ｎ
ｄ，Ｃｅ）2 ＣｕＯ4 などがあり、２層系のものとして
は、（Ｌａ，Ｓｒ）2 ＣａＣｕ2 Ｏ6 、ＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7 、Ｂｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8 、Ｐｂ2 Ｓｒ2 （Ｃ
ａ，Ｙ）Ｃｕ3 Ｏ8 などがあり、また、３層系のものと
しては、（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 、Ｔ
ｌ2 Ｂａ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10などがある。
【０００４】今までに発見されている超電導体の中で、
転移温度の高い物質としては、いわゆるＨｇ系超電導体
（Ｔｃは１３４Ｋ）、Ｔｌ系超電導体（Ｔｃは１２５
Ｋ）、Ｈｇ系超電導体のＨｇをＡｇに置換した超電導体
（Ｔｃは１１７Ｋ）、Ｂｉ系超電導体（Ｔｃは１０７
Ｋ）などがあるが、これらはいずれも毒性の強いＨｇや
Ｔｌ元素を含んでいたり、高価なＡｇを含んでいたり、
重金属のＢｉを含んでおり、実用的ではなかった。
転移温度の高い物質としては、いわゆるＨｇ系超電導体
（Ｔｃは１３４Ｋ）、Ｔｌ系超電導体（Ｔｃは１２５
Ｋ）、Ｈｇ系超電導体のＨｇをＡｇに置換した超電導体
（Ｔｃは１１７Ｋ）、Ｂｉ系超電導体（Ｔｃは１０７
Ｋ）などがあるが、これらはいずれも毒性の強いＨｇや
Ｔｌ元素を含んでいたり、高価なＡｇを含んでいたり、
重金属のＢｉを含んでおり、実用的ではなかった。
【０００５】また、アルカリ土類と銅の酸化物のみから
形成される物質として（Ｃａ0.4 Ｓｒ0.6 ）ＣｕＯ2 の
無限層構造の超電導体が得られることが知られている
が、この超電導体は、高温下における高圧合成を必要と
するうえに、Ｔｃはせいぜい１１０Ｋにとどまる。
形成される物質として（Ｃａ0.4 Ｓｒ0.6 ）ＣｕＯ2 の
無限層構造の超電導体が得られることが知られている
が、この超電導体は、高温下における高圧合成を必要と
するうえに、Ｔｃはせいぜい１１０Ｋにとどまる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、有
毒な元素や高価な元素や重金属を含まず、アルカリ土類
金属と銅の酸化物から形成され、かつ高いＴｃ値を有す
る超電導体およびその製造方法を提供するにある。
毒な元素や高価な元素や重金属を含まず、アルカリ土類
金属と銅の酸化物から形成され、かつ高いＴｃ値を有す
る超電導体およびその製造方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯ
ζ（ただし、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε
≦２．２、２．６≦ζ≦３．３）で表される酸化物の層
と、式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、
β、γは０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６
≦γ≦２．２）で表される酸化物の層とが層状をなして
いる超電導体を提供する。
に、この発明は、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯ
ζ（ただし、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε
≦２．２、２．６≦ζ≦３．３）で表される酸化物の層
と、式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、
β、γは０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６
≦γ≦２．２）で表される酸化物の層とが層状をなして
いる超電導体を提供する。
【０００８】また、この発明は、上記超電導体を製造す
る方法として、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζ（た
だし、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε≦２．
２、２．６≦ζ≦３．３）で表される少なくとも１個の
酸化物の層を形成し、次いで、その酸化物の層の上に、
式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、β、
γは０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６≦γ
≦２．２）で表される少なくとも１個の酸化物の層を形
成する操作を反復する、超電導体の製造方法を提供す
る。
る方法として、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζ（た
だし、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε≦２．
２、２．６≦ζ≦３．３）で表される少なくとも１個の
酸化物の層を形成し、次いで、その酸化物の層の上に、
式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、β、
γは０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６≦γ
≦２．２）で表される少なくとも１個の酸化物の層を形
成する操作を反復する、超電導体の製造方法を提供す
る。
【０００９】また、この発明は上述した超電導体におい
て、その表面が無機材質の保護層で覆われている超電導
体を提供する。
て、その表面が無機材質の保護層で覆われている超電導
体を提供する。
【００１０】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。したがって、上記いずれ
の超電導体も、Ｃｕ−Ｏ2 面を有する、式（Ｃａ１−α
Ｓｒα）βＣｕＯγで表される酸化物の層が超電導層と
なっており、Ｃｕ−Ｏ鎖のみの、式（Ｓｒ１−δＢ
ａδ）εＣｕＯζで表わされる酸化物の層はブロッキン
グ層になっているものと考えられる。以下においては、
式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγで表わされる酸化物
の層を超電導層と呼び、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕ
Ｏζで表わされる酸化物の層をブロッキング層と呼ぶ。
は、Ｃｕ−Ｏ2 面内を流れる。したがって、上記いずれ
の超電導体も、Ｃｕ−Ｏ2 面を有する、式（Ｃａ１−α
Ｓｒα）βＣｕＯγで表される酸化物の層が超電導層と
なっており、Ｃｕ−Ｏ鎖のみの、式（Ｓｒ１−δＢ
ａδ）εＣｕＯζで表わされる酸化物の層はブロッキン
グ層になっているものと考えられる。以下においては、
式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγで表わされる酸化物
の層を超電導層と呼び、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕ
Ｏζで表わされる酸化物の層をブロッキング層と呼ぶ。
【００１１】さて、上記の超電導層において、（Ｃａ
１−αＳｒα）からなるメディエーティング層では、Ｃ
ａやＳｒの欠損を起こさせないということからすると、
β＝１ということになるが、β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サイトに欠損を生ずることがある。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、βには
上限値が存在し、その値は１．１とする。
１−αＳｒα）からなるメディエーティング層では、Ｃ
ａやＳｒの欠損を起こさせないということからすると、
β＝１ということになるが、β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サイトに欠損を生ずることがある。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、βには
上限値が存在し、その値は１．１とする。
【００１２】また、超電導層の形成時には、（Ｃａ
１−αＳｒα）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。この面間距離が長くなると、“Physica C
”、Vol.１６７、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−Ｏ
2 面の面間距離が短いほどＴｃが高くなるという経験則
から、超電導体として好ましくない状態になる。したが
って、βには下限値も存在し、その値は０．８とする。
１−αＳｒα）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。この面間距離が長くなると、“Physica C
”、Vol.１６７、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−Ｏ
2 面の面間距離が短いほどＴｃが高くなるという経験則
から、超電導体として好ましくない状態になる。したが
って、βには下限値も存在し、その値は０．８とする。
【００１３】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≦β≦１．
１の範囲になる。
ング層の割合βは、上述した理由から０．８≦β≦１．
１の範囲になる。
【００１４】一方、（Ｃａ１−αＳｒα）からなるメデ
ィエーティング層におけるＣａとＳｒとの存在比は、上
述した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、しかも、Ｃａのみ
（α＝０）によっても超電導層を形成することができる
ので、αの下限値は０とする。しかしながら、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０．３９０nm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好ましい
場合がある。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≦α≦１．０とする。ただ
し、上述したように、超電導性を重視し、好ましくは０
≦α≦０．５である。
ィエーティング層におけるＣａとＳｒとの存在比は、上
述した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、しかも、Ｃａのみ
（α＝０）によっても超電導層を形成することができる
ので、αの下限値は０とする。しかしながら、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０．３９０nm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好ましい
場合がある。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≦α≦１．０とする。ただ
し、上述したように、超電導性を重視し、好ましくは０
≦α≦０．５である。
【００１５】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−αＳｒα）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、γの下限値が１．６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。
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−αＳｒα）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、γの下限値が１．６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。
【００１６】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には、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
ならなくて絶縁体になってしまう。したがって、γ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。
導層を形成した場合には、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
ならなくて絶縁体になってしまう。したがって、γ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。
【００１７】結局、γは１．６≦γ≦２．２なる条件を
満足しなければならないが、キャリア濃度への影響の大
きさを考えると、高いＴｃを持つ超電導体を作製するた
めには２．０≦γ≦２．２であることが好ましい。
満足しなければならないが、キャリア濃度への影響の大
きさを考えると、高いＴｃを持つ超電導体を作製するた
めには２．０≦γ≦２．２であることが好ましい。
【００１８】次に、ブロッキング層を形成する酸化物
は、表面のモルフォロジーがよく、これと超電導層を組
み合わせることで結晶性のよい超電導体を得ることがで
きる。δが０＜δ≦１．０の範囲において、同じ結晶構
造を保ちつつ、ＢａとＳｒのイオン半径の違いにより、
結晶の軸長のみが変化していく。超電導体の製造時に
は、このブロッキング層が上述した超電導層を挟み込む
ことから、超電導層を構成する酸化物との格子の大小の
整合性が重要な因子となる。したがって、この整合性を
考えて、好ましくは０．５≦δ≦１．０とする。
は、表面のモルフォロジーがよく、これと超電導層を組
み合わせることで結晶性のよい超電導体を得ることがで
きる。δが０＜δ≦１．０の範囲において、同じ結晶構
造を保ちつつ、ＢａとＳｒのイオン半径の違いにより、
結晶の軸長のみが変化していく。超電導体の製造時に
は、このブロッキング層が上述した超電導層を挟み込む
ことから、超電導層を構成する酸化物との格子の大小の
整合性が重要な因子となる。したがって、この整合性を
考えて、好ましくは０．５≦δ≦１．０とする。
【００１９】式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζで表さ
れる酸化物の層は、（Ｓｒ，Ｂａ）2 Ｏ2 層とＣｕＯ鎖
から構成されているので、この式において、ε、ζ、
は、本来は、それぞれ、ε＝２、ζ＝３である。しかし
ながら、製造時には、（Ｓｒ，Ｂａ）サイト、Ｃｕサイ
ト、酸素サイトに欠損を含む場合がある。そして、酸素
サイトの欠損が０．４よりも大きくなると目的とする結
晶構造を形成することができなくなり、また、（Ｓｒ，
Ｂａ）サイト、Ｃｕサイトの欠損が多くなりすぎてしま
っても同様に目的とする結晶構造を形成することができ
なくなる。したがって、この組成において、εは、１．
８≦ε≦２．２の範囲、ζは、２．６≦ζ≦３．３の範
囲にする。
れる酸化物の層は、（Ｓｒ，Ｂａ）2 Ｏ2 層とＣｕＯ鎖
から構成されているので、この式において、ε、ζ、
は、本来は、それぞれ、ε＝２、ζ＝３である。しかし
ながら、製造時には、（Ｓｒ，Ｂａ）サイト、Ｃｕサイ
ト、酸素サイトに欠損を含む場合がある。そして、酸素
サイトの欠損が０．４よりも大きくなると目的とする結
晶構造を形成することができなくなり、また、（Ｓｒ，
Ｂａ）サイト、Ｃｕサイトの欠損が多くなりすぎてしま
っても同様に目的とする結晶構造を形成することができ
なくなる。したがって、この組成において、εは、１．
８≦ε≦２．２の範囲、ζは、２．６≦ζ≦３．３の範
囲にする。
【００２０】さて、超電導層とブロッキング層との接合
は、結晶構造が保たれるように行われなければならな
い。式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγで表される酸化
物はＣｕ−Ｏ2 層で接合し、式（Ｓｒ１−δＢａδ）ε
ＣｕＯζで表される酸化物は（Ｓｒ，Ｂａ）Ｏ層で接合
するのが好ましい。
は、結晶構造が保たれるように行われなければならな
い。式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγで表される酸化
物はＣｕ−Ｏ2 層で接合し、式（Ｓｒ１−δＢａδ）ε
ＣｕＯζで表される酸化物は（Ｓｒ，Ｂａ）Ｏ層で接合
するのが好ましい。
【００２１】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、規則性を問
うものではない。ランダムに挿入されていてよい。しか
しながら、超電導特性における再現性を考慮すると、規
則性を持たせるのが好ましい。
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、規則性を問
うものではない。ランダムに挿入されていてよい。しか
しながら、超電導特性における再現性を考慮すると、規
則性を持たせるのが好ましい。
【００２２】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も相互作用の次元性
や、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則からする
と、超電導層の単位格子数が多いほうが好ましい。ここ
でいう単位格子数とは、結晶学的に定義されたｃ軸方向
の最小単位数である。以下にあげる”単位格子数”も同
じ意味である。
あり、ブロッキング層はあくまでも相互作用の次元性
や、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則からする
と、超電導層の単位格子数が多いほうが好ましい。ここ
でいう単位格子数とは、結晶学的に定義されたｃ軸方向
の最小単位数である。以下にあげる”単位格子数”も同
じ意味である。
【００２３】また、超電導層をｎ単位格子数（ｎは１以
上の整数）とブロッキング層をｍ単位格子数（ｍは１以
上の整数）を積み上げた構造の場合、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
まり大きくすると正孔に基くキャリア濃度が低くなるの
で、ｎは、２〜４の範囲にするのが好ましい。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、３
か４であるのが好ましい。
上の整数）とブロッキング層をｍ単位格子数（ｍは１以
上の整数）を積み上げた構造の場合、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
まり大きくすると正孔に基くキャリア濃度が低くなるの
で、ｎは、２〜４の範囲にするのが好ましい。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、３
か４であるのが好ましい。
【００２４】ｍは、大きくするとモルフォロジーや超電
導体全体の結晶性がよくなる。しかしながら、あまり大
きくすると超電導体中の超電導層の割合が少なくなり、
臨界電流密度が小さくなるので、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。
導体全体の結晶性がよくなる。しかしながら、あまり大
きくすると超電導体中の超電導層の割合が少なくなり、
臨界電流密度が小さくなるので、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。
【００２５】さて、超電導層を形成する単位格子数とブ
ロッキング層を形成する単位格子数との相互関係は、
ｎ、ｍによる規則性だけではなく、たとえば、ｎ単位格
子数の超電導層／ｍ単位格子数のブロッキング層／ｎ’
単位格子数（ｎ’≠ｎ）の超電導層／ｍ単位格子数のブ
ロッキング層／……といったようにさらに複雑な規則性
を持って反復されていてもよい。また、電荷担体をＣｕ
−Ｏ2 面に供給することからすると、この超電導体を形
成する元素のほかに、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。さらに、半導体の分野
でみられるように、たとえば、絶縁層や帯電導層で仕切
られた多層構造になっていてもよい。
ロッキング層を形成する単位格子数との相互関係は、
ｎ、ｍによる規則性だけではなく、たとえば、ｎ単位格
子数の超電導層／ｍ単位格子数のブロッキング層／ｎ’
単位格子数（ｎ’≠ｎ）の超電導層／ｍ単位格子数のブ
ロッキング層／……といったようにさらに複雑な規則性
を持って反復されていてもよい。また、電荷担体をＣｕ
−Ｏ2 面に供給することからすると、この超電導体を形
成する元素のほかに、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。さらに、半導体の分野
でみられるように、たとえば、絶縁層や帯電導層で仕切
られた多層構造になっていてもよい。
【００２６】この発明の超電導体は、テープ状、線状、
繊維状、シート状など、いろいろな形態で使用すること
ができる。また、炭素繊維やアルミナ、ジルコニアなど
のセラミックス、または、金や銀などの金属からなる補
強材の上に形成して使用できる。さらに、これらセラミ
ックスまたは金や銀を被覆して使用できる。さらにま
た、銅など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、Ｓｉ、ＭｇＯ、ＬａＧａ
Ｏ3 、ＬａＡｌＯ3 、ＮｄＧａＯ3 、ＮｄＡｌＯ3 、Ｌ
ａＳｒＧａＯ4 、Ｙ2 Ｏ3 、ＳｒＴｉＯ3 、Ａｌ
2 Ｏ3 、イットリウム部分安定化ジルコニアなどの基板
上に薄膜として形成し、いろいろな素子として、また
は、ＬＳＩの配線として使用できる。
繊維状、シート状など、いろいろな形態で使用すること
ができる。また、炭素繊維やアルミナ、ジルコニアなど
のセラミックス、または、金や銀などの金属からなる補
強材の上に形成して使用できる。さらに、これらセラミ
ックスまたは金や銀を被覆して使用できる。さらにま
た、銅など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、Ｓｉ、ＭｇＯ、ＬａＧａ
Ｏ3 、ＬａＡｌＯ3 、ＮｄＧａＯ3 、ＮｄＡｌＯ3 、Ｌ
ａＳｒＧａＯ4 、Ｙ2 Ｏ3 、ＳｒＴｉＯ3 、Ａｌ
2 Ｏ3 、イットリウム部分安定化ジルコニアなどの基板
上に薄膜として形成し、いろいろな素子として、また
は、ＬＳＩの配線として使用できる。
【００２７】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、エピタキシャル成長ができるように、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、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。これらの基板の上に超
電導体を形成するときの基板の加熱方法としては、基板
に直接通電して加熱するのが発熱の均一性、安定性の面
から最もよく、たとえば、ＳｒＴｉＯ3にＮｂをドープ
させるなどして基板に適度な導電性を持たせて通電加熱
するのが好ましい。
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、エピタキシャル成長ができるように、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、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。これらの基板の上に超
電導体を形成するときの基板の加熱方法としては、基板
に直接通電して加熱するのが発熱の均一性、安定性の面
から最もよく、たとえば、ＳｒＴｉＯ3にＮｂをドープ
させるなどして基板に適度な導電性を持たせて通電加熱
するのが好ましい。
【００２８】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−αＳ
ｒα）βＣｕＯγで表される酸化物の層と、式（Ｓｒ
１−δＢａδ）εＣｕＯζで表される酸化物の層とを積
み上げ法を使用して製造するのが好ましい。もちろん、
（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγで表される酸化物の層
と、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζで表される酸化
物の層とのいずれを先に形成してもよい。
よって製造することができるが、式（Ｃａ１−αＳ
ｒα）βＣｕＯγで表される酸化物の層と、式（Ｓｒ
１−δＢａδ）εＣｕＯζで表される酸化物の層とを積
み上げ法を使用して製造するのが好ましい。もちろん、
（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγで表される酸化物の層
と、式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζで表される酸化
物の層とのいずれを先に形成してもよい。
【００２９】この積み上げ法としては、たとえば、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、各種のスパッタ法などの物理的蒸着法を
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。
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、各種のスパッタ法などの物理的蒸着法を
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。
【００３０】まず、（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγの
ターゲットを製造する。すなわち、ＣａＣＯ3 、ＳｒＣ
Ｏ3 、ＣｕＯの粉末を混合し、その粉末を８００〜９０
０℃の温度で１０分〜１２時間焼成し、次に焼成した粉
末を再び粉砕、混合した後ペレットに成形し、その成形
体を８００〜１０００℃の温度で１〜１２時間焼成して
焼結し、ターゲット（ターゲット１）にする。同様にし
て、（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζのターゲット（タ
ーゲット２）を用意する。
ターゲットを製造する。すなわち、ＣａＣＯ3 、ＳｒＣ
Ｏ3 、ＣｕＯの粉末を混合し、その粉末を８００〜９０
０℃の温度で１０分〜１２時間焼成し、次に焼成した粉
末を再び粉砕、混合した後ペレットに成形し、その成形
体を８００〜１０００℃の温度で１〜１２時間焼成して
焼結し、ターゲット（ターゲット１）にする。同様にし
て、（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζのターゲット（タ
ーゲット２）を用意する。
【００３１】次に、ターゲット１、２をチャンバーの回
転式ホルダー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、１〜１５０mm離れた位置に基
板をセットする。チャンバー内のＮＯ2 やオゾン等の酸
化性物質の分圧を０．１〜１０Paにした後、基板を５０
０〜８００℃、好ましくは６００〜７００℃に加熱す
る。そして、ホルダを回転させてターゲット１、２に、
ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌなど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。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。
転式ホルダー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、１〜１５０mm離れた位置に基
板をセットする。チャンバー内のＮＯ2 やオゾン等の酸
化性物質の分圧を０．１〜１０Paにした後、基板を５０
０〜８００℃、好ましくは６００〜７００℃に加熱す
る。そして、ホルダを回転させてターゲット１、２に、
ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌなど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。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。
【００３２】また、ターゲットと基板との距離が１mm未
満であると、レーザー照射に対して基板が障害物とな
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。また、１５０mmを超える
と、堆積速度が著しく遅くなるので実用的であるとはい
えない。
満であると、レーザー照射に対して基板が障害物とな
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。また、１５０mmを超える
と、堆積速度が著しく遅くなるので実用的であるとはい
えない。
【００３３】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など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。
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など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。
【００３４】また、チャンバー内の酸化性雰囲気の分圧
を０．１Paよりも低くすると、得られる結晶構造内にＣ
ｕ2 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、１０Pa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。さ
らに、基板温度を５００℃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、８００℃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。
を０．１Paよりも低くすると、得られる結晶構造内にＣ
ｕ2 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、１０Pa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。さ
らに、基板温度を５００℃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、８００℃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。
【００３５】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。
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。
【００３６】また、反射高速電子線回折法（ＲＨＥＥ
Ｄ）を利用し、そ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、結晶結
成の厚みを推定し、所望の厚み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。
Ｄ）を利用し、そ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、結晶結
成の厚みを推定し、所望の厚み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。
【００３７】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。
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。
【００３８】このようにして基板上に層を形成し、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２００〜５５０℃まで約１〜２００℃／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、２００〜５５０℃の温度域におけるあ
る温度で１〜６０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にするために、２００〜５５０
℃の温度域におけるある温度での１〜６０分保持中に、
チャンバー内の酸化性雰囲気圧力を０．１〜１気圧に上
げてアニールしたり、チャンバーから取り出した後、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
して処理するのも好ましいことである。
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２００〜５５０℃まで約１〜２００℃／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、２００〜５５０℃の温度域におけるあ
る温度で１〜６０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にするために、２００〜５５０
℃の温度域におけるある温度での１〜６０分保持中に、
チャンバー内の酸化性雰囲気圧力を０．１〜１気圧に上
げてアニールしたり、チャンバーから取り出した後、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
して処理するのも好ましいことである。
【００３９】さらに、本発明による超電導体はアルカリ
土類元素を含むため、作製後、空気中に放置しておく
と、空気中の水分等と反応し、超電導特性が劣化してし
まうことがあるため、本超電導体の周囲は金属や酸化銅
などの無機材質膜で覆っておくことがより実用的であ
る。
土類元素を含むため、作製後、空気中に放置しておく
と、空気中の水分等と反応し、超電導特性が劣化してし
まうことがあるため、本超電導体の周囲は金属や酸化銅
などの無機材質膜で覆っておくことがより実用的であ
る。
【００４０】
実施例１ ＣａＣＯ3 、ＣｕＯの各粉末を、Ｃａ：Ｃｕがモル比で
１：１となるように秤量し、それらを混合したのちその
混合粉末を空気中にて８００℃で５時間仮焼した。つい
で、その仮焼体を粉砕した後ペレットに成形し、空気中
にて９５０℃で１０時間かけて焼結し、徐冷してターゲ
ット１とした。
１：１となるように秤量し、それらを混合したのちその
混合粉末を空気中にて８００℃で５時間仮焼した。つい
で、その仮焼体を粉砕した後ペレットに成形し、空気中
にて９５０℃で１０時間かけて焼結し、徐冷してターゲ
ット１とした。
【００４１】また、ＢａＣＯ3 、ＣｕＯの各粉末を、Ｂ
ａ：Ｃｕがモル比で２：１となるように秤量し、それら
を混合したのちその混合粉末を空気中にて８００℃で５
時間仮焼した。ついで、その仮焼体を粉砕した後ペレッ
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２とした。
ａ：Ｃｕがモル比で２：１となるように秤量し、それら
を混合したのちその混合粉末を空気中にて８００℃で５
時間仮焼した。ついで、その仮焼体を粉砕した後ペレッ
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２とした。
【００４２】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時間焼成した後徐冷し、
ターゲット３を得た。
体を空気中にて９００℃で１０時間焼成した後徐冷し、
ターゲット３を得た。
【００４３】つぎに、ターゲット１、２、３を真空チャ
ンバ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、それぞれのターゲットから２５mm離
れた位置に、面方位が（１００）面のＳｒＴｉＯ3 基板
を置き、チャンバ内の酸化雰囲気（５％オゾンを含む酸
素ガス）の分圧を１．５Ｐａに調整し、基板を６５０℃
に加熱した。
ンバ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、それぞれのターゲットから２５mm離
れた位置に、面方位が（１００）面のＳｒＴｉＯ3 基板
を置き、チャンバ内の酸化雰囲気（５％オゾンを含む酸
素ガス）の分圧を１．５Ｐａに調整し、基板を６５０℃
に加熱した。
【００４４】ついで、各ターゲットに、波長１９３nm、
発振周波数１Ｈｚ、パルスエネルギー密度５Ｊ／cm2 の
ＡｒＦエキシマレーザを、基板上に堆積される物質の厚
みを膜厚計でモニターしながら、ターゲット２による層
の厚みが５単位格子数になるように照射した。その後、
レーザ照射をターゲット１に切り換え、ターゲット１に
よる層の厚みが３単位格子になるようにレーザ照射を行
った。
発振周波数１Ｈｚ、パルスエネルギー密度５Ｊ／cm2 の
ＡｒＦエキシマレーザを、基板上に堆積される物質の厚
みを膜厚計でモニターしながら、ターゲット２による層
の厚みが５単位格子数になるように照射した。その後、
レーザ照射をターゲット１に切り換え、ターゲット１に
よる層の厚みが３単位格子になるようにレーザ照射を行
った。
【００４５】上記した態様のレーザ照射を１サイクルと
する製膜操作を反復した。製膜操作の終了後、全体を、
同様の雰囲気中で、温度４００℃、３０分間アニールし
た後、室温まで徐冷した。
する製膜操作を反復した。製膜操作の終了後、全体を、
同様の雰囲気中で、温度４００℃、３０分間アニールし
た後、室温まで徐冷した。
【００４６】室温になったところで、ターゲット３に、
波長１９３nm、発振周波数１０Ｈｚ、パルスエネルギー
密度１０Ｊ／cm2 のＡｒＦエキシマレーザを照射し、約
５０nmの酸化銅の保護膜を形成した。
波長１９３nm、発振周波数１０Ｈｚ、パルスエネルギー
密度１０Ｊ／cm2 のＡｒＦエキシマレーザを照射し、約
５０nmの酸化銅の保護膜を形成した。
【００４７】基板の上には、総厚みが約２００nmの薄膜
が形成された。この薄膜は、厚みが５単位格子で組成が
Ｂａ2 ＣｕＯ3 からなる層と、厚みが３単位格子で組成
がＣａＣｕＯ2 からなる層とが交互に２０回、図１のよ
うに積み重ねられたものであった。
が形成された。この薄膜は、厚みが５単位格子で組成が
Ｂａ2 ＣｕＯ3 からなる層と、厚みが３単位格子で組成
がＣａＣｕＯ2 からなる層とが交互に２０回、図１のよ
うに積み重ねられたものであった。
【００４８】次に、この薄膜に銀ペーストと金線を用
い、電極を形成し、いわゆる４端子法により電気抵抗の
温度依存性を測定したところ、超電導始まり温度が１５
０Ｋの特性を得た。
い、電極を形成し、いわゆる４端子法により電気抵抗の
温度依存性を測定したところ、超電導始まり温度が１５
０Ｋの特性を得た。
【００４９】実施例２ ターゲット１が、Ｃａ：Ｓｒ：Ｃｕをモル比で０．９：
０．１：１含む組成のもの、また、ターゲット２が、Ｓ
ｒ：Ｂａ：Ｃｕをモル比で０．２：１．８：１含む組成
のもの、ターゲット２を用いて形成した層が１０単位格
子であったことと、ターゲット１を用いて形成した層が
２単位格子であったことを除いては、実施例１と同様の
条件で製膜操作を行った。
０．１：１含む組成のもの、また、ターゲット２が、Ｓ
ｒ：Ｂａ：Ｃｕをモル比で０．２：１．８：１含む組成
のもの、ターゲット２を用いて形成した層が１０単位格
子であったことと、ターゲット１を用いて形成した層が
２単位格子であったことを除いては、実施例１と同様の
条件で製膜操作を行った。
【００５０】製膜操作の終了後、全体を実施例１と同様
の条件でアニールしたのち室温まで徐冷し、さらに、実
施例１と同様に酸化銅の保護膜を形成した。
の条件でアニールしたのち室温まで徐冷し、さらに、実
施例１と同様に酸化銅の保護膜を形成した。
【００５１】基板の上には、厚みが約３３０nmの薄膜が
形成された。この薄膜は、厚みが１０単位格子で組成が
（Ｓｒ0.2 Ｂａ1.8 ）ＣｕＯ3 からなる層と、厚みが１
単位格子で組成が（Ｃａ0.9 Ｓｒ0.1 ）ＣｕＯ2 からな
る層とが交互に２５回積み重ねられたものであった。
形成された。この薄膜は、厚みが１０単位格子で組成が
（Ｓｒ0.2 Ｂａ1.8 ）ＣｕＯ3 からなる層と、厚みが１
単位格子で組成が（Ｃａ0.9 Ｓｒ0.1 ）ＣｕＯ2 からな
る層とが交互に２５回積み重ねられたものであった。
【００５２】次に、実施例１と同様に電気抵抗の温度依
存性を測定したところ、超電導始まり温度が１２０Ｋの
特性を得た。
存性を測定したところ、超電導始まり温度が１２０Ｋの
特性を得た。
【００５３】
【発明の効果】有毒な元素や高価な元素や重金属を含ま
ず、アルカリ土類金属と銅の酸化物から形成され、かつ
高いＴｃ値を有する超電導体が得られる。
ず、アルカリ土類金属と銅の酸化物から形成され、かつ
高いＴｃ値を有する超電導体が得られる。
【図１】本発明にかかる超電導体の結晶構造の一例を表
す図である。
す図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ 13/00 ５６５ Ｄ Ｈ０１Ｌ 39/24 ＺＡＡ Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζ（ただ
し、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε≦２．
２、２．６≦ζ≦３．３）で表される酸化物の層と、式
（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、β、γ
は０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６≦γ≦
２．２）で表される酸化物の層とが層状をなしているこ
とを特徴とする超電導体。 - 【請求項２】基材と、その基材上に形成された請求項１
記載の超電導体の薄膜とからなることを特徴とする超電
導体。 - 【請求項３】式（Ｓｒ１−δＢａδ）εＣｕＯζ（ただ
し、δ、ε、ζは０＜δ≦１．０、１．８≦ε≦２．
２、２．６≦ζ≦３．３）で表される少なくとも１個の
酸化物の層を形成し、次いで、その酸化物の層の上に、
式（Ｃａ１−αＳｒα）βＣｕＯγ（ただし、α、β、
γは０≦α≦１．０、０．８≦β≦１．１、１．６≦γ
≦２．２）で表される少なくとも１個の酸化物の層を形
成する操作を反復することを特徴とする超電導体の製造
方法。 - 【請求項４】請求項１または２記載の超電導体におい
て、表面が無機材質の保護層で覆われていることを特徴
とする超電導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6002004A JPH07206437A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 超電導体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6002004A JPH07206437A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 超電導体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07206437A true JPH07206437A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11517263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6002004A Pending JPH07206437A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 超電導体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07206437A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005029512A1 (ja) * | 2003-09-17 | 2005-03-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 超電導体およびその製造方法 |
| US7858558B2 (en) | 2006-05-19 | 2010-12-28 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Superconducting thin film material and method of manufacturing the same |
| CN112233850A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-01-15 | 上海大学 | 改善高温超导涂层导体微结构及其载流能力的方法 |
-
1994
- 1994-01-13 JP JP6002004A patent/JPH07206437A/ja active Pending
Cited By (7)
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