JPH08208229A - Ｂｉ系超伝導体素子 - Google Patents
Ｂｉ系超伝導体素子Info
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- JPH08208229A JPH08208229A JP7015626A JP1562695A JPH08208229A JP H08208229 A JPH08208229 A JP H08208229A JP 7015626 A JP7015626 A JP 7015626A JP 1562695 A JP1562695 A JP 1562695A JP H08208229 A JPH08208229 A JP H08208229A
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- Japan
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- layer
- thickness
- oxide
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】数百メガヘルツ〜数ギガヘルツという高周波領
域の電磁波用のフィルター、アンテナ等のＲＦ素子に使
用することのできる高周波表面抵抗の小さいBi系超伝導
体素子を得る。 【構成】MgO 基板上に、Bi2 SrX Ca3-X Cu2OZ をモル分
率で90％以上含有する厚さが0.5 〜20μｍの酸化物超伝
導体層を有し、さらにその上に厚さが 0.1μｍ以上の銀
層を有するBi系超伝導体素子。ただし、上記組成式にお
いて、 1.3≦Ｘ≦ 2.4である。
域の電磁波用のフィルター、アンテナ等のＲＦ素子に使
用することのできる高周波表面抵抗の小さいBi系超伝導
体素子を得る。 【構成】MgO 基板上に、Bi2 SrX Ca3-X Cu2OZ をモル分
率で90％以上含有する厚さが0.5 〜20μｍの酸化物超伝
導体層を有し、さらにその上に厚さが 0.1μｍ以上の銀
層を有するBi系超伝導体素子。ただし、上記組成式にお
いて、 1.3≦Ｘ≦ 2.4である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、数百メガヘルツ〜数
ギガヘルツという高周波領域の電磁波用のフィルター、
アンテナ等のＲＦ素子に使用することのできる高周波表
面抵抗の小さいBi系超伝導体素子に関する。
ギガヘルツという高周波領域の電磁波用のフィルター、
アンテナ等のＲＦ素子に使用することのできる高周波表
面抵抗の小さいBi系超伝導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】数百メガヘルツ〜数ギガヘルツという高
周波領域（以下、「ＲＦ領域」という）の電磁波用のフ
ィルター、アンテナ等のＲＦ素子は、信号の減衰を防ぐ
ために表面抵抗が小さいことが要求され、YBa2Cu3O7 で
表されるＹ系超伝導体やTl2Ba2CaCu2OZ で表されるTl系
超伝導体による薄膜は、ＲＦ領域での表面抵抗が小さい
という特徴を有し、フィルターやアンテナ等のＲＦ素子
として利用されて来ている。
周波領域（以下、「ＲＦ領域」という）の電磁波用のフ
ィルター、アンテナ等のＲＦ素子は、信号の減衰を防ぐ
ために表面抵抗が小さいことが要求され、YBa2Cu3O7 で
表されるＹ系超伝導体やTl2Ba2CaCu2OZ で表されるTl系
超伝導体による薄膜は、ＲＦ領域での表面抵抗が小さい
という特徴を有し、フィルターやアンテナ等のＲＦ素子
として利用されて来ている。
【０００３】これらの酸化物超伝導体は、電気特性の異
方性が大きいため、結晶配向させて特性の改善を行って
おり、例えば、応用物理学会、1992年春季講演会予稿
集、第１分冊、29a-W-7 やJapanese Journal of Applie
d Physics vol.31(1992)L547には、ハステロイテープ上
にレーザー蒸着法やＣＶＤ法によりＣ軸を配向させたＹ
系超伝導体が開示されている。しかし、このような方法
では多元化合物を蒸着させるため所定の膜組成を得るこ
とが難しく、さらに製造に手間がかかったり製造装置の
コストも高いため工業的生産には実用的でない。
方性が大きいため、結晶配向させて特性の改善を行って
おり、例えば、応用物理学会、1992年春季講演会予稿
集、第１分冊、29a-W-7 やJapanese Journal of Applie
d Physics vol.31(1992)L547には、ハステロイテープ上
にレーザー蒸着法やＣＶＤ法によりＣ軸を配向させたＹ
系超伝導体が開示されている。しかし、このような方法
では多元化合物を蒸着させるため所定の膜組成を得るこ
とが難しく、さらに製造に手間がかかったり製造装置の
コストも高いため工業的生産には実用的でない。
【０００４】また、高い臨界電流密度（Ｊc ）を有する
Bi系酸化物超伝導体の作成が報告されており、送電線等
への応用が有望視されている。例えば、Adv.Supercond.
III(1990)619 には、Bi2Sr2CaCu2OX で表されるBi系酸
化物を銀テープ上に塗布し、溶融させた後徐冷して結晶
成長させる溶融法により、テープ面上に垂直な方向に結
晶Ｃ軸が配向したBi系超伝導体テープを得る技術が開示
されている。しかし、誘電体基板上に超伝導体を設けて
回路を形成したＲＦ素子として利用する場合、溶融法で
結晶成長させた素子では特に表面抵抗が大きくなり、良
好なＲＦ領域での電気特性（以下、「ＲＦ特性」とい
う。）を得ることができなかった。
Bi系酸化物超伝導体の作成が報告されており、送電線等
への応用が有望視されている。例えば、Adv.Supercond.
III(1990)619 には、Bi2Sr2CaCu2OX で表されるBi系酸
化物を銀テープ上に塗布し、溶融させた後徐冷して結晶
成長させる溶融法により、テープ面上に垂直な方向に結
晶Ｃ軸が配向したBi系超伝導体テープを得る技術が開示
されている。しかし、誘電体基板上に超伝導体を設けて
回路を形成したＲＦ素子として利用する場合、溶融法で
結晶成長させた素子では特に表面抵抗が大きくなり、良
好なＲＦ領域での電気特性（以下、「ＲＦ特性」とい
う。）を得ることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶融法で誘
電体基板上にBi系酸化物超伝導体層を設けて回路を形成
した場合でも、良好なＲＦ領域での電気特性を有する、
特に高周波表面抵抗の小さい、Bi系超伝導体素子を得る
ことを目的とする。
電体基板上にBi系酸化物超伝導体層を設けて回路を形成
した場合でも、良好なＲＦ領域での電気特性を有する、
特に高周波表面抵抗の小さい、Bi系超伝導体素子を得る
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、誘電体基板
上に設けた、 Bi-Sr-Ca-CuからなるBi系酸化物超伝導体
材料を溶融法により結晶成長させた場合に問題となるＲ
Ｆ特性の低下原因につき検討した結果、下記の知見を
得、本発明を完成させるに至った。
上に設けた、 Bi-Sr-Ca-CuからなるBi系酸化物超伝導体
材料を溶融法により結晶成長させた場合に問題となるＲ
Ｆ特性の低下原因につき検討した結果、下記の知見を
得、本発明を完成させるに至った。
【０００７】超伝導体材料を溶融した後徐冷する溶融
法による結晶成長は、誘電体と超伝導体材料の界面から
ではなく、大気と接触した超伝導材料の表面から起こ
り、結晶成長中に超伝導体材料中のBiの一部が蒸発す
る。
法による結晶成長は、誘電体と超伝導体材料の界面から
ではなく、大気と接触した超伝導材料の表面から起こ
り、結晶成長中に超伝導体材料中のBiの一部が蒸発す
る。
【０００８】ＲＦ素子では電磁波は専ら誘電体と超伝
導体の界面を流れるが、溶融法によるBi系超伝導体材料
の結晶成長中に、ＲＦ特性に重要な誘電体との界面の酸
化物の一部が、Biが欠損した(Sr 、Ca)CuO2 等の組成を
有する非超伝導物質となるためＲＦ特性が低下する。
導体の界面を流れるが、溶融法によるBi系超伝導体材料
の結晶成長中に、ＲＦ特性に重要な誘電体との界面の酸
化物の一部が、Biが欠損した(Sr 、Ca)CuO2 等の組成を
有する非超伝導物質となるためＲＦ特性が低下する。
【０００９】誘電体基板上に設けた超伝導体材料から
なる酸化物層の上面を銀で覆って溶融法による結晶成長
を行うことで、Biの蒸発による非超伝導物質の生成を抑
制し、誘電体との界面まで所望の組成を有する超伝導体
材料を配向させることで、良好なＲＦ特性を有する超伝
導体素子を得ることができる。さらに、ＲＦ素子では誘
電体と超伝導体との界面を電磁波が流れるため、超伝導
体層の上面を銀で覆ってもＲＦ特性の低下はない。
なる酸化物層の上面を銀で覆って溶融法による結晶成長
を行うことで、Biの蒸発による非超伝導物質の生成を抑
制し、誘電体との界面まで所望の組成を有する超伝導体
材料を配向させることで、良好なＲＦ特性を有する超伝
導体素子を得ることができる。さらに、ＲＦ素子では誘
電体と超伝導体との界面を電磁波が流れるため、超伝導
体層の上面を銀で覆ってもＲＦ特性の低下はない。
【００１０】ここに本発明は、MgO 基板上に、Bi2 SrX
Ca3-X Cu2OZ をモル分率で90％以上含有する厚さが 0.5
〜20μｍの酸化物超伝導体層を有し、さらにその上に厚
さが0.1μｍ以上の銀層を有するBi系超伝導体素子であ
る。
Ca3-X Cu2OZ をモル分率で90％以上含有する厚さが 0.5
〜20μｍの酸化物超伝導体層を有し、さらにその上に厚
さが0.1μｍ以上の銀層を有するBi系超伝導体素子であ
る。
【００１１】ただし、上記組成式において、 1.3≦Ｘ≦
2.4である。
2.4である。
【００１２】
【作用】本発明では誘電体基板を MgOとした。 MgOはBi
系超伝導体材料とは少なくとも900℃までは反応せず、
しかも安価な材料である。なお、表面抵抗の低減という
点では基板には単結晶の MgOを用いるのが望ましいが、
MgO多結晶基板を用いた場合でも、表面抵抗が１ｍΩ以
下のＲＦ特性が得られるため、用途によっては多結晶基
板を用いてもよい。
系超伝導体材料とは少なくとも900℃までは反応せず、
しかも安価な材料である。なお、表面抵抗の低減という
点では基板には単結晶の MgOを用いるのが望ましいが、
MgO多結晶基板を用いた場合でも、表面抵抗が１ｍΩ以
下のＲＦ特性が得られるため、用途によっては多結晶基
板を用いてもよい。
【００１３】誘電体基板上に設けるBi系酸化物超伝導体
材料は、Bi2 SrX Ca3-X Cu2OZ （ただし、 1.3≦Ｘ≦
2.4）で表される組成式を有する酸化物である。Japanes
e Journal of Applied Physics vol.27(1988)L2044 に
記載されているように、Bi系超伝導体ではSrとCaはある
範囲で置換可能であり、上記組成式でＸが 1.3〜 2.4の
範囲ではＲＦ領域での表面抵抗（ＲＦ特性）は殆ど変化
せずに小さいが、その範囲を外れると表面抵抗が大きく
なる。
材料は、Bi2 SrX Ca3-X Cu2OZ （ただし、 1.3≦Ｘ≦
2.4）で表される組成式を有する酸化物である。Japanes
e Journal of Applied Physics vol.27(1988)L2044 に
記載されているように、Bi系超伝導体ではSrとCaはある
範囲で置換可能であり、上記組成式でＸが 1.3〜 2.4の
範囲ではＲＦ領域での表面抵抗（ＲＦ特性）は殆ど変化
せずに小さいが、その範囲を外れると表面抵抗が大きく
なる。
【００１４】また、Bi系酸化物超伝導体層中にBi2 SrX
Ca3-X Cu2OZ からなる組成を有する酸化物超伝導体をモ
ル分率で90％以上含有する。Bi系酸化物超伝導体を作製
する際に、不可避的に非超伝導物質である(Sr 、Ca)CuO
2 等の化合物が混入するが、十分な超伝導体特性を得る
ためには、超伝導体層中にBi2 SrX Ca3-X Cu2OZ からな
る組成を有する酸化物超伝導体を90％以上含むことが必
要である。
Ca3-X Cu2OZ からなる組成を有する酸化物超伝導体をモ
ル分率で90％以上含有する。Bi系酸化物超伝導体を作製
する際に、不可避的に非超伝導物質である(Sr 、Ca)CuO
2 等の化合物が混入するが、十分な超伝導体特性を得る
ためには、超伝導体層中にBi2 SrX Ca3-X Cu2OZ からな
る組成を有する酸化物超伝導体を90％以上含むことが必
要である。
【００１５】さらに、Bi系酸化物超伝導体層の厚さを
0.5〜20μｍとした。厚さが 0.5μｍ未満では電磁波の
一部が超伝導体層を通り抜け、超伝導体層の上部に設け
た銀層を流れるため表面抵抗が増大する。一方、厚さが
20μｍを超えた場合は、誘電体との界面付近の超伝導体
材料が溶融されず、結晶成長による結晶配向が不十分と
なり表面抵抗が高くなる。より好ましくは、 1〜10μｍ
である。
0.5〜20μｍとした。厚さが 0.5μｍ未満では電磁波の
一部が超伝導体層を通り抜け、超伝導体層の上部に設け
た銀層を流れるため表面抵抗が増大する。一方、厚さが
20μｍを超えた場合は、誘電体との界面付近の超伝導体
材料が溶融されず、結晶成長による結晶配向が不十分と
なり表面抵抗が高くなる。より好ましくは、 1〜10μｍ
である。
【００１６】次に、上記Bi系超伝導体からなる酸化物層
上に厚さが 0.1μｍ以上の銀層を設ける。
上に厚さが 0.1μｍ以上の銀層を設ける。
【００１７】誘電体基板上に設けた超伝導体層の上に銀
層を設けた理由は、超伝導体層の上面を銀で覆って溶融
法による結晶成長を行うことで、Biの蒸発による非超伝
導物質の生成を抑制し、誘電体との界面まで所望の組成
を有する超伝導体材料を配向させることができ、良好な
ＲＦ特性を有する超伝導体素子を得ることができるから
である。さらに、ＲＦ素子では誘電体と超伝導体との界
面を電磁波が流れるため、超伝導体層の上面を銀で覆っ
てもＲＦ特性の低下はない。
層を設けた理由は、超伝導体層の上面を銀で覆って溶融
法による結晶成長を行うことで、Biの蒸発による非超伝
導物質の生成を抑制し、誘電体との界面まで所望の組成
を有する超伝導体材料を配向させることができ、良好な
ＲＦ特性を有する超伝導体素子を得ることができるから
である。さらに、ＲＦ素子では誘電体と超伝導体との界
面を電磁波が流れるため、超伝導体層の上面を銀で覆っ
てもＲＦ特性の低下はない。
【００１８】また、銀層の厚さを 0.1μｍ以上としたの
は、厚さが 0.1μｍ未満では超伝導体の溶融処理時に銀
層の一部が破れ、Biが蒸発する恐れがあるためである。
銀層の厚さの好ましい下限は 0.2μｍ以上である。一
方、銀層の厚さの上限は特に設けないが、 0.1μｍ以上
あれば溶融処理時に銀層が破損することはなく、厚さが
厚くなり過ぎるとコスト上からも不利なため、10μｍ以
下、さらには 5μｍ以下が好ましい。
は、厚さが 0.1μｍ未満では超伝導体の溶融処理時に銀
層の一部が破れ、Biが蒸発する恐れがあるためである。
銀層の厚さの好ましい下限は 0.2μｍ以上である。一
方、銀層の厚さの上限は特に設けないが、 0.1μｍ以上
あれば溶融処理時に銀層が破損することはなく、厚さが
厚くなり過ぎるとコスト上からも不利なため、10μｍ以
下、さらには 5μｍ以下が好ましい。
【００１９】本発明に係るBi系超伝導体素子は、Bi2 Sr
X Ca3-X Cu2OZ からなる組成の酸化物粉末を有機溶剤に
混ぜて液体状として MgO基板上に塗布し、必要に応じて
加熱することによって有機溶剤を蒸発させて酸化物層を
形成した後、その表面に銀を蒸着、または銀粉を有機溶
剤に混ぜて塗布した後有機溶剤を蒸発させることで銀層
を形成する。
X Ca3-X Cu2OZ からなる組成の酸化物粉末を有機溶剤に
混ぜて液体状として MgO基板上に塗布し、必要に応じて
加熱することによって有機溶剤を蒸発させて酸化物層を
形成した後、その表面に銀を蒸着、または銀粉を有機溶
剤に混ぜて塗布した後有機溶剤を蒸発させることで銀層
を形成する。
【００２０】Bi2 SrX Ca3-X Cu2OZ からなる組成の酸化
物粉末を得るには、Bi、Sr、Ca、Cuの酸化物またはそれ
ら元素の塩化物または塩からなる原料粉を必要により仮
焼、粉砕した後、所定の組成範囲となるように調合した
混合粉末を用いればよい。混合粉末の粒径は、後の焼
結、溶融のために平均粒径で10μｍ以下（最大粒径で30
μｍ以下）とするのが好ましい。
物粉末を得るには、Bi、Sr、Ca、Cuの酸化物またはそれ
ら元素の塩化物または塩からなる原料粉を必要により仮
焼、粉砕した後、所定の組成範囲となるように調合した
混合粉末を用いればよい。混合粉末の粒径は、後の焼
結、溶融のために平均粒径で10μｍ以下（最大粒径で30
μｍ以下）とするのが好ましい。
【００２１】得られた混合粉末を有機溶剤に混ぜて液体
状とし、 MgO基板上に塗布した後、加熱等の手段により
有機溶剤を蒸発させて酸化物層を形成する。さらに、酸
化物層の上に銀層を形成するが、その形成法としては電
子ビーム蒸着法やＣＶＤ法等により銀を蒸着させる方法
や、銀粉を有機溶剤に混ぜて塗布した後有機溶剤を蒸発
させて銀層を形成する方法がある。
状とし、 MgO基板上に塗布した後、加熱等の手段により
有機溶剤を蒸発させて酸化物層を形成する。さらに、酸
化物層の上に銀層を形成するが、その形成法としては電
子ビーム蒸着法やＣＶＤ法等により銀を蒸着させる方法
や、銀粉を有機溶剤に混ぜて塗布した後有機溶剤を蒸発
させて銀層を形成する方法がある。
【００２２】さらに、酸化物層を溶融させその後の徐冷
で結晶成長させて結晶をＣ軸方向（基板面に垂直方向）
に配向させるための熱処理を行う。加熱温度は、酸化物
の融点以上で基板として用いる MgOが酸化物と反応しな
い温度（約 900℃）以下とする必要がある。酸化物の融
点未満の場合には酸化物が結晶配向せず、一方 MgOが酸
化物と反応しない温度を超えると電磁波が通る誘電体と
の界面の酸化物が MgOと反応してしまいＲＦ特性が劣化
する。
で結晶成長させて結晶をＣ軸方向（基板面に垂直方向）
に配向させるための熱処理を行う。加熱温度は、酸化物
の融点以上で基板として用いる MgOが酸化物と反応しな
い温度（約 900℃）以下とする必要がある。酸化物の融
点未満の場合には酸化物が結晶配向せず、一方 MgOが酸
化物と反応しない温度を超えると電磁波が通る誘電体と
の界面の酸化物が MgOと反応してしまいＲＦ特性が劣化
する。
【００２３】上記温度域の加熱は酸化物を溶融させるの
が目的であり、融点以上に長時間保持すると液相内に残
存する固相が粒成長を起こし、液相の組成が所望の組成
からずれ再凝固の際に所望の組成以外の酸化物が混入す
る。したがい、上記温度域での保持時間は一時間以内と
するのが好ましい。
が目的であり、融点以上に長時間保持すると液相内に残
存する固相が粒成長を起こし、液相の組成が所望の組成
からずれ再凝固の際に所望の組成以外の酸化物が混入す
る。したがい、上記温度域での保持時間は一時間以内と
するのが好ましい。
【００２４】また、ＲＦ特性は熱処理の雰囲気すなわち
酸素量に依存するため、酸素分圧が0.001〜0.05気圧の
雰囲気下で行うのが好ましい。酸素分圧が 0.001気圧未
満だと所望の組成の酸化物が構造的に不安定となり超伝
導体結晶が作成できずＲＦ特性が低下する。一方、0.05
気圧より高いと超伝導体材料の溶融時に、液相内に残存
する固相が粒成長し易く、その結果溶融処理後に不純物
相が残存してＲＦ特性が劣化する。
酸素量に依存するため、酸素分圧が0.001〜0.05気圧の
雰囲気下で行うのが好ましい。酸素分圧が 0.001気圧未
満だと所望の組成の酸化物が構造的に不安定となり超伝
導体結晶が作成できずＲＦ特性が低下する。一方、0.05
気圧より高いと超伝導体材料の溶融時に、液相内に残存
する固相が粒成長し易く、その結果溶融処理後に不純物
相が残存してＲＦ特性が劣化する。
【００２５】上記の熱処理後の冷却速度は特に限定しな
いが、液相内に残存する固相が粒成長を起こし、多結晶
化により臨界電流密度が低下する場合があるため、少な
くとも凝固が完了するまでの温度域を 0.1〜10℃／hrで
冷却することが好ましい。
いが、液相内に残存する固相が粒成長を起こし、多結晶
化により臨界電流密度が低下する場合があるため、少な
くとも凝固が完了するまでの温度域を 0.1〜10℃／hrで
冷却することが好ましい。
【００２６】
（実施例１）純度が 99.99％のBi2O3 、SrCO3 、CaCO3
およびCuO 粉末を、金属元素のモル比がBi：Sr：Ca、Cu
＝２：２：１：２となるように調合し、大気中で 800℃
×24時間の仮焼を行い、平均粒径で10μｍに粉砕してBi
2Sr2CaCu2OZ 粉末を作製した。その酸化物粉末を有機溶
剤に混ぜて液状とし、それを単結晶 MgO基板上に厚さを
変更して塗布した。なお、有機溶剤としてはエタノール
にＰＶＢ（ポリビニルブラチール）を混ぜたものを用い
た。
およびCuO 粉末を、金属元素のモル比がBi：Sr：Ca、Cu
＝２：２：１：２となるように調合し、大気中で 800℃
×24時間の仮焼を行い、平均粒径で10μｍに粉砕してBi
2Sr2CaCu2OZ 粉末を作製した。その酸化物粉末を有機溶
剤に混ぜて液状とし、それを単結晶 MgO基板上に厚さを
変更して塗布した。なお、有機溶剤としてはエタノール
にＰＶＢ（ポリビニルブラチール）を混ぜたものを用い
た。
【００２７】次に、上記試料を大気中で 800℃に10時間
保持して有機溶剤を蒸発させた後、酸化物層の上に電子
ビーム蒸着法により厚さ 0.2μｍの銀層を形成した。さ
らに、銀層を形成した試料を酸素分圧が0.01気圧の酸素
を含有するAr雰囲気中で 850℃まで加熱して酸化物層を
溶融させ、 780℃までの温度域を４℃／hrの冷却速度で
冷却させて結晶成長させた後、室温まで炉冷した。
保持して有機溶剤を蒸発させた後、酸化物層の上に電子
ビーム蒸着法により厚さ 0.2μｍの銀層を形成した。さ
らに、銀層を形成した試料を酸素分圧が0.01気圧の酸素
を含有するAr雰囲気中で 850℃まで加熱して酸化物層を
溶融させ、 780℃までの温度域を４℃／hrの冷却速度で
冷却させて結晶成長させた後、室温まで炉冷した。
【００２８】得られた試料の超伝導体層の厚さは 0.2〜
50μｍであった。その試料を用いて共振器法を用いて77
Ｋ（液体窒素温度）、10ギガヘルツにおける表面抵抗を
測定した。その結果を図１に示す。
50μｍであった。その試料を用いて共振器法を用いて77
Ｋ（液体窒素温度）、10ギガヘルツにおける表面抵抗を
測定した。その結果を図１に示す。
【００２９】図１から、超伝導体層の厚さが 0.5〜20μ
ｍの範囲で表面抵抗が 1ｍΩ以下の良好な特性が得られ
ており、特に厚さが 1〜10μｍの範囲では表面抵抗が
0.4ｍΩ以下となっている。
ｍの範囲で表面抵抗が 1ｍΩ以下の良好な特性が得られ
ており、特に厚さが 1〜10μｍの範囲では表面抵抗が
0.4ｍΩ以下となっている。
【００３０】（実施例２）実施例１と同じBi2Sr2CaCu2O
Z 粉末を作製して、実施例１と同じ有機溶剤に混ぜて液
状とし、単結晶 MgO基板上に最終５μｍ厚さとなるよう
に塗布し、試料を大気中で 800℃に10時間保持して有機
溶剤を蒸発させた。その後、酸化物層の上に電子ビーム
蒸着法により厚さを変更した銀層を形成した。さらに、
銀層を形成した試料を酸素分圧が0.01気圧の酸素を含有
するAr雰囲気中で 850℃まで加熱して酸化物層を溶融さ
せ、 780℃までの温度域を４℃／hrの冷却速度で冷却さ
せて結晶成長させた後、室温まで炉冷した。
Z 粉末を作製して、実施例１と同じ有機溶剤に混ぜて液
状とし、単結晶 MgO基板上に最終５μｍ厚さとなるよう
に塗布し、試料を大気中で 800℃に10時間保持して有機
溶剤を蒸発させた。その後、酸化物層の上に電子ビーム
蒸着法により厚さを変更した銀層を形成した。さらに、
銀層を形成した試料を酸素分圧が0.01気圧の酸素を含有
するAr雰囲気中で 850℃まで加熱して酸化物層を溶融さ
せ、 780℃までの温度域を４℃／hrの冷却速度で冷却さ
せて結晶成長させた後、室温まで炉冷した。
【００３１】得られた試料の銀層の厚さは0.05〜5 μｍ
であった。その試料を用いて実施例１と同様に77Ｋ、10
ギガヘルツにおける表面抵抗を測定した。その結果を図
２に示す。
であった。その試料を用いて実施例１と同様に77Ｋ、10
ギガヘルツにおける表面抵抗を測定した。その結果を図
２に示す。
【００３２】図２から、銀層の厚さが 0.1μｍ以上の範
囲で表面抵抗が１ｍΩ以下の良好な特性が得られ、特に
銀層厚さが 0.2μｍ以上では表面抵抗が 0.2ｍΩ以下と
なっている。
囲で表面抵抗が１ｍΩ以下の良好な特性が得られ、特に
銀層厚さが 0.2μｍ以上では表面抵抗が 0.2ｍΩ以下と
なっている。
【００３３】（実施例３）純度が 99.99％のBi2O3 、Sr
CO3 、CaCO3 およびCuO 粉末を、金属元素のモル比がB
i：Sr：Ca、Cu＝２：Ｘ：３−Ｘ：２とSrとCaの量をＸ
の値で 1.0〜 2.5の間で変更したものを調合し、実施例
１と同じように仮焼、粉砕後有機溶剤に混ぜて液状と
し、単結晶 MgO基板上に最終５μｍ厚さとなるように塗
布し、試料を大気中で 800℃に10時間保持して有機溶剤
を蒸発させた。その後、酸化物層の上に電子ビーム蒸着
法により厚さ 0.2μｍの銀層を形成した。さらに、銀層
を形成した試料を酸素分圧が0.01気圧の酸素を含有する
Ar雰囲気中で 850℃まで加熱して酸化物層を溶融させ、
780℃までの温度域を４℃／hrの冷却速度で冷却させて
結晶成長させた後、室温まで炉冷した。
CO3 、CaCO3 およびCuO 粉末を、金属元素のモル比がB
i：Sr：Ca、Cu＝２：Ｘ：３−Ｘ：２とSrとCaの量をＸ
の値で 1.0〜 2.5の間で変更したものを調合し、実施例
１と同じように仮焼、粉砕後有機溶剤に混ぜて液状と
し、単結晶 MgO基板上に最終５μｍ厚さとなるように塗
布し、試料を大気中で 800℃に10時間保持して有機溶剤
を蒸発させた。その後、酸化物層の上に電子ビーム蒸着
法により厚さ 0.2μｍの銀層を形成した。さらに、銀層
を形成した試料を酸素分圧が0.01気圧の酸素を含有する
Ar雰囲気中で 850℃まで加熱して酸化物層を溶融させ、
780℃までの温度域を４℃／hrの冷却速度で冷却させて
結晶成長させた後、室温まで炉冷した。
【００３４】得られた試料を用いて実施例１と同様に77
Ｋ、10ギガヘルツにおける表面抵抗を測定した。その結
果を表１に示す。
Ｋ、10ギガヘルツにおける表面抵抗を測定した。その結
果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１から、SrとCaのモル比を表すＸの値が
1.3〜 2.4の範囲では表面抵抗が１ｍΩ以下の良好な特
性が得られており、それを外れる場合は表面抵抗が高く
なっている。
1.3〜 2.4の範囲では表面抵抗が１ｍΩ以下の良好な特
性が得られており、それを外れる場合は表面抵抗が高く
なっている。
【００３７】
【発明の効果】溶融法で誘電体基板上にBi系酸化物超伝
導体層を設け、回路を形成した場合でも、良好なＲＦ領
域での電気特性を有する、特に高周波表面抵抗の小さ
い、Bi系超伝導体素子を得ることができる。
導体層を設け、回路を形成した場合でも、良好なＲＦ領
域での電気特性を有する、特に高周波表面抵抗の小さ
い、Bi系超伝導体素子を得ることができる。
【図１】Bi系超伝導体層の厚さと表面抵抗の関係を示す
図である。
図である。
【図２】Bi系超伝導体層の上に設けた銀層の厚さと表面
抵抗の関係を示す図である。
抵抗の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】MgO 基板上に、Bi2 SrX Ca3-X Cu2OZ をモ
ル分率で90％以上含有する厚さが0.5 〜20μｍの酸化物
超伝導体層を有し、さらにその上に厚さが 0.1μｍ以上
の銀層を有することを特徴とするBi系超伝導体素子。た
だし、上記組成式において、 1.3≦Ｘ≦ 2.4である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7015626A JPH08208229A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Ｂｉ系超伝導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7015626A JPH08208229A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Ｂｉ系超伝導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08208229A true JPH08208229A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11893929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7015626A Pending JPH08208229A (ja) | 1995-02-02 | 1995-02-02 | Ｂｉ系超伝導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08208229A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353528A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 磁気シールドおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-02-02 JP JP7015626A patent/JPH08208229A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353528A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 磁気シールドおよびその製造方法 |
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