JPH11130596A - Ｒｅ１２３系単結晶、ｒｅ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造方法 - Google Patents
Ｒｅ１２３系単結晶、ｒｅ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造方法Info
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- JPH11130596A JPH11130596A JP29260397A JP29260397A JPH11130596A JP H11130596 A JPH11130596 A JP H11130596A JP 29260397 A JP29260397 A JP 29260397A JP 29260397 A JP29260397 A JP 29260397A JP H11130596 A JPH11130596 A JP H11130596A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶性が優れ、結晶の製造前後で単結晶組成
が一定であり、連続して長時間製造でき、そして、加熱
温度管理の制御が簡単であるＲＥ１２３系単結晶等の製
造方法を提供する。 【解決手段】 ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比
は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に溶質として、１
又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ元素はＹ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶
液原料を溶解した溶液の表面から、溶液表面温度、ただ
し、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で連続にＲＥ１
２３系単結晶を引上げ育成するＲＥ１２３系単結晶の製
造方法において、前記溶液原料の溶融時における溶液表
面温度を、引上げ育成時の溶液表面温度と同じとし、且
つ、溶融時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ育成時
の酸素分圧より低くする。
が一定であり、連続して長時間製造でき、そして、加熱
温度管理の制御が簡単であるＲＥ１２３系単結晶等の製
造方法を提供する。 【解決手段】 ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比
は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に溶質として、１
又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ元素はＹ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶
液原料を溶解した溶液の表面から、溶液表面温度、ただ
し、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で連続にＲＥ１
２３系単結晶を引上げ育成するＲＥ１２３系単結晶の製
造方法において、前記溶液原料の溶融時における溶液表
面温度を、引上げ育成時の溶液表面温度と同じとし、且
つ、溶融時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ育成時
の酸素分圧より低くする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＥ１２３系単結
晶、ＲＥ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス
基板及び酸化物単結晶の製造方法であって、特に、溶融
時における雰囲気の酸素分圧及び溶液表面温度に特徴の
あるＲＥ１２３系単結晶等の製造方法に関する。
晶、ＲＥ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス
基板及び酸化物単結晶の製造方法であって、特に、溶融
時における雰囲気の酸素分圧及び溶液表面温度に特徴の
あるＲＥ１２３系単結晶等の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、酸化物単結晶の製造方法として、
フラックス法、溶融凝固法、ＦＺ法、一方向凝固法、結
晶引上げ法等が知られており、そして、ＲＥ系単結晶の
製造には、ＳＲＬ−ＣＰ（Ｓｏｌｕｔｅ Ｒｉｃｈ Ｌ
ｉｑｕｉｄ−ＣｒｙｓｔａｌＰｕｌｌｉｎｇ）法が用い
られている。これらは、特開平６−１２２５８８号公
報、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｒｕｍ
Ｖｏｌｓ２１５−２１６（１９９６）ｐｐ３４７−３
５４「Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＹＢＣＯ ｓｕｐｅｒｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｅＯｘｉｄｅ」に述べられている。
フラックス法、溶融凝固法、ＦＺ法、一方向凝固法、結
晶引上げ法等が知られており、そして、ＲＥ系単結晶の
製造には、ＳＲＬ−ＣＰ（Ｓｏｌｕｔｅ Ｒｉｃｈ Ｌ
ｉｑｕｉｄ−ＣｒｙｓｔａｌＰｕｌｌｉｎｇ）法が用い
られている。これらは、特開平６−１２２５８８号公
報、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｒｕｍ
Ｖｏｌｓ２１５−２１６（１９９６）ｐｐ３４７−３
５４「Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ
Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＹＢＣＯ ｓｕｐｅｒｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｅＯｘｉｄｅ」に述べられている。
【０００３】しかしながら、酸化物単結晶を製造する際
にこれらの方法を適用しようとすると、いろいろの問題
点が生じていた。例えば、原料の溶融時や単結晶の引上
げ育成時に溶液表面に固体粒子浮遊物が発生していた。
このため、溶融時における溶液表面温度として、引上げ
育成時の溶液表面温度より高い温度としていた。また、
酸素分圧については考慮されておらず、溶融時における
雰囲気の酸素分圧を引上げ育成時の酸素分圧と同じとし
ていた。そのため、例えば、加熱温度管理の制御が複雑
になる等の問題点があった。そして、特にＲＥ１２３系
（ＲＥ１モル、Ｂａ２モル、Ｃｕ３モルからなるＲＥ−
Ｂａ−Ｃｕ系酸化物）単結晶を製造するときは、溶融時
における溶液表面温度を引上げ育成時の溶液表面温度よ
り高い温度としても、良好な特性のＲＥ１２３系単結晶
は得られなかった。
にこれらの方法を適用しようとすると、いろいろの問題
点が生じていた。例えば、原料の溶融時や単結晶の引上
げ育成時に溶液表面に固体粒子浮遊物が発生していた。
このため、溶融時における溶液表面温度として、引上げ
育成時の溶液表面温度より高い温度としていた。また、
酸素分圧については考慮されておらず、溶融時における
雰囲気の酸素分圧を引上げ育成時の酸素分圧と同じとし
ていた。そのため、例えば、加熱温度管理の制御が複雑
になる等の問題点があった。そして、特にＲＥ１２３系
（ＲＥ１モル、Ｂａ２モル、Ｃｕ３モルからなるＲＥ−
Ｂａ−Ｃｕ系酸化物）単結晶を製造するときは、溶融時
における溶液表面温度を引上げ育成時の溶液表面温度よ
り高い温度としても、良好な特性のＲＥ１２３系単結晶
は得られなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＲＥ超電導性単結晶の
製造には、 １）結晶性が優れること。 ２）結晶の製造前後で単結晶組成が一定であること。 ３）連続して長時間製造できること。 が必要とされており、本発明は、これらの課題を解決
し、加熱温度管理の制御が簡単であるＲＥ１２３系単結
晶等の製造方法を提供することである。
製造には、 １）結晶性が優れること。 ２）結晶の製造前後で単結晶組成が一定であること。 ３）連続して長時間製造できること。 が必要とされており、本発明は、これらの課題を解決
し、加熱温度管理の制御が簡単であるＲＥ１２３系単結
晶等の製造方法を提供することである。
【０００５】即ち、本発明によれば、原料溶融を引上げ
育成時の酸素分圧よりも低い酸素分圧の雰囲気でかつ引
上げ育成温度と同じ温度の下で行うことにより、上記
１）２）を解決することができる。また引上げ育成時に
固体浮遊物が発生した場合でも酸素分圧を低くすること
によってこれを溶融し、その後、もとの酸素分圧雰囲気
にもどすことで、連続に単結晶製造ができ、上記３）を
解決することができ、特にＲＥ１２３系単結晶であって
も良好な特性のものを得ることができる。
育成時の酸素分圧よりも低い酸素分圧の雰囲気でかつ引
上げ育成温度と同じ温度の下で行うことにより、上記
１）２）を解決することができる。また引上げ育成時に
固体浮遊物が発生した場合でも酸素分圧を低くすること
によってこれを溶融し、その後、もとの酸素分圧雰囲気
にもどすことで、連続に単結晶製造ができ、上記３）を
解決することができ、特にＲＥ１２３系単結晶であって
も良好な特性のものを得ることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｎＢａＯ−ｍ
ＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比は３／７〜４／５の値、の溶
媒融液中に溶質として、１又は２以上のＲＥ元素、ただ
し、ＲＥ元素はＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈ
ｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶液原料を溶解した溶液の表面
から、溶液表面温度、ただし、包晶温度より２〜２０℃
低い温度、で連続にＲＥ１２３系単結晶を引上げ育成す
るＲＥ１２３系単結晶の製造方法において、前記溶液原
料の溶融時における溶液表面温度を、引上げ育成時の溶
液表面温度と同じとし、且つ、溶融時における雰囲気の
酸素分圧を、引上げ育成時の酸素分圧より低くするＲＥ
１２３系単結晶の製造方法である。
ＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比は３／７〜４／５の値、の溶
媒融液中に溶質として、１又は２以上のＲＥ元素、ただ
し、ＲＥ元素はＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈ
ｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶液原料を溶解した溶液の表面
から、溶液表面温度、ただし、包晶温度より２〜２０℃
低い温度、で連続にＲＥ１２３系単結晶を引上げ育成す
るＲＥ１２３系単結晶の製造方法において、前記溶液原
料の溶融時における溶液表面温度を、引上げ育成時の溶
液表面温度と同じとし、且つ、溶融時における雰囲気の
酸素分圧を、引上げ育成時の酸素分圧より低くするＲＥ
１２３系単結晶の製造方法である。
【０００７】また、本発明は、ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、た
だし、ｎ／ｍ比は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に
溶質として、１又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ元
素はＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、
の化合物等の溶液原料を溶解した溶液の表面から、溶液
表面温度、ただし、包晶温度より２〜２０℃低い温度、
で連続にＲＥ１２３系単結晶を引上げ育成し、得られた
単結晶に超電導化処理を行うＲＥ１２３系超電導性単結
晶の製造方法において、前記溶液原料の溶融時における
溶液表面温度を、引上げ育成時の溶液表面温度と同じと
し、且つ、溶融時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ
育成時の酸素分圧より低くすることを特徴とするＲＥ１
２３系超電導性単結晶の製造方法である。
だし、ｎ／ｍ比は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に
溶質として、１又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ元
素はＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、
の化合物等の溶液原料を溶解した溶液の表面から、溶液
表面温度、ただし、包晶温度より２〜２０℃低い温度、
で連続にＲＥ１２３系単結晶を引上げ育成し、得られた
単結晶に超電導化処理を行うＲＥ１２３系超電導性単結
晶の製造方法において、前記溶液原料の溶融時における
溶液表面温度を、引上げ育成時の溶液表面温度と同じと
し、且つ、溶融時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ
育成時の酸素分圧より低くすることを特徴とするＲＥ１
２３系超電導性単結晶の製造方法である。
【０００８】そして、本発明は、溶融時における溶液表
面温度を、一定とするＲＥ１２３系超電導性単結晶の製
造方法である。
面温度を、一定とするＲＥ１２３系超電導性単結晶の製
造方法である。
【０００９】更に、本発明は、溶融時における溶液表面
温度を、低温から上昇して引上げ時の溶液表面温度と同
じとするＲＥ１２３系超電導性単結晶の製造方法であ
る。
温度を、低温から上昇して引上げ時の溶液表面温度と同
じとするＲＥ１２３系超電導性単結晶の製造方法であ
る。
【００１０】また、本発明は、上記ＲＥ１２３系単結晶
の引上げ育成時の溶液表面に固体粒子浮遊物が認められ
るとき、雰囲気酸素分圧を低下させて当該浮遊物粒子を
溶解した後、所定の単結晶引上げ時の雰囲気酸素分圧に
復帰させ、引続き連続に単結晶を引上げるＲＥ１２３系
超電導性単結晶の製造方法である。
の引上げ育成時の溶液表面に固体粒子浮遊物が認められ
るとき、雰囲気酸素分圧を低下させて当該浮遊物粒子を
溶解した後、所定の単結晶引上げ時の雰囲気酸素分圧に
復帰させ、引続き連続に単結晶を引上げるＲＥ１２３系
超電導性単結晶の製造方法である。
【００１１】そして、本発明は、ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、
ただし、ｎ／ｍ比は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中
に溶質として、１又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ
はＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の
化合物等の溶液原料を溶解した溶液の表面から、溶液表
面温度、ただし、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で
連続にＲＥ１２３系単結晶を引上げ育成し、得られた単
結晶に基板化処理を行う超電導電子デバイス基板の製造
方法において、前記溶液原料の溶融時における溶液表面
温度を、引上げ時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶
融時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ時の酸素分圧
より低くする超電導電子デバイス基板の製造方法であ
る。
ただし、ｎ／ｍ比は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中
に溶質として、１又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ
はＹ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の
化合物等の溶液原料を溶解した溶液の表面から、溶液表
面温度、ただし、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で
連続にＲＥ１２３系単結晶を引上げ育成し、得られた単
結晶に基板化処理を行う超電導電子デバイス基板の製造
方法において、前記溶液原料の溶融時における溶液表面
温度を、引上げ時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶
融時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ時の酸素分圧
より低くする超電導電子デバイス基板の製造方法であ
る。
【００１２】更に、本発明は、単結晶溶媒融液中に溶質
として１又は２以上の溶液原料を溶解した溶液の表面か
ら連続に単結晶を引上げ育成する酸化物単結晶の製造方
法において、前記溶液原料の溶融時における溶液表面温
度を、引上げ時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶融
時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ時の低酸素分圧
より低くする酸化物単結晶の製造方法である。
として１又は２以上の溶液原料を溶解した溶液の表面か
ら連続に単結晶を引上げ育成する酸化物単結晶の製造方
法において、前記溶液原料の溶融時における溶液表面温
度を、引上げ時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶融
時における雰囲気の酸素分圧を、引上げ時の低酸素分圧
より低くする酸化物単結晶の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
本発明のＲＥ１２３系単結晶、ＲＥ１２３系超電導性単
結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造
方法の一実施例について、図１〜図４を用いて説明す
る。図１は、ＲＥ１２３系単結晶等の製造装置の一例で
ある。図２は、ＲＥ１２３系単結晶等の製造方法におけ
る加熱パターンの一例の説明図である。図３は、Ｎｄ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系単結晶の製造方法における加熱パター
ンの一例の説明図である。図４は、得られたＮｄ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｏ系単結晶の説明図である。
本発明のＲＥ１２３系単結晶、ＲＥ１２３系超電導性単
結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造
方法の一実施例について、図１〜図４を用いて説明す
る。図１は、ＲＥ１２３系単結晶等の製造装置の一例で
ある。図２は、ＲＥ１２３系単結晶等の製造方法におけ
る加熱パターンの一例の説明図である。図３は、Ｎｄ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系単結晶の製造方法における加熱パター
ンの一例の説明図である。図４は、得られたＮｄ−Ｂａ
−Ｃｕ−Ｏ系単結晶の説明図である。
【００１４】図１にＲＥ１２３系単結晶等の製造装置を
示す。るつぼ１、溶融部２、種結晶３、熱電対４、加熱
部５、ガス取入口６、種棒７、負荷部８、加熱・引上げ
動作制御部９、Ｘ−Ｙ記録部１０等を有している。るつ
ぼ１は、ＭｇＯからなり、内部に単結晶原料が投入され
る。溶融部２には、溶融した単結晶原料が存在してい
る。種結晶３は、単結晶が育成される。熱電対４は、る
つぼ１の温度を測定する。加熱部５は、るつぼ１を加熱
して単結晶原料を溶融する。ガス取入口６は、溶融時及
び引上げ育成時の雰囲気の酸素分圧を調整するためのア
ルゴンガス又は酸素ガスの取入口である。種棒７は、先
端に種結晶３を取付ており、引上げ及び回転動作によ
り、種結晶に単結晶を育成する。負荷部８は、種棒７の
引上げ及び回転の動作をさせる。加熱・引上げ動作制御
部９は、加熱部５及び負荷部８を制御して、加熱温度及
び引上げ・回転等を所定値になるようにする。Ｘ−Ｙ記
録部１０は、ＲＥ１２３系単結晶等の製造時における条
件等を記録する。
示す。るつぼ１、溶融部２、種結晶３、熱電対４、加熱
部５、ガス取入口６、種棒７、負荷部８、加熱・引上げ
動作制御部９、Ｘ−Ｙ記録部１０等を有している。るつ
ぼ１は、ＭｇＯからなり、内部に単結晶原料が投入され
る。溶融部２には、溶融した単結晶原料が存在してい
る。種結晶３は、単結晶が育成される。熱電対４は、る
つぼ１の温度を測定する。加熱部５は、るつぼ１を加熱
して単結晶原料を溶融する。ガス取入口６は、溶融時及
び引上げ育成時の雰囲気の酸素分圧を調整するためのア
ルゴンガス又は酸素ガスの取入口である。種棒７は、先
端に種結晶３を取付ており、引上げ及び回転動作によ
り、種結晶に単結晶を育成する。負荷部８は、種棒７の
引上げ及び回転の動作をさせる。加熱・引上げ動作制御
部９は、加熱部５及び負荷部８を制御して、加熱温度及
び引上げ・回転等を所定値になるようにする。Ｘ−Ｙ記
録部１０は、ＲＥ１２３系単結晶等の製造時における条
件等を記録する。
【００１５】本実施例のＲＥ１２３系単結晶等の製造方
法における原料溶融時及び引上げ育成時の加熱温度につ
いて説明する。るつぼ１内に原料のＲＥ2Ｂａ1Ｃｕ1Ｏ5
とｎＢａＯ＋ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比は３／７〜４
／５の値、を入れ、加熱部５により加熱し溶融する。加
熱パターンの例を図２に示す。Ｂ１パターンは、第一実
施例であり、溶融時の溶液表面温度を一定として引上げ
育成時の溶液表面温度と同じとするものである。また、
Ａ１パターンは、第二実施例であり、溶融時の溶液表面
温度を、低温から上昇して引上げ育成時の溶液表面温度
と同じとするものである。本実施例であるＡ１、Ｂ１い
ずれのパターンも、溶融時の少なくとも後半の温度とし
ては、引上げ育成時の温度と同じ温度とする。この引上
げ育成時の温度は、包晶温度より２〜２０℃低い温度で
ある。このように、少なくとも溶融時の後半から引上げ
育成時まで同じ加熱温度を維持すれば良いこととなり、
温度管理が簡単になる。
法における原料溶融時及び引上げ育成時の加熱温度につ
いて説明する。るつぼ１内に原料のＲＥ2Ｂａ1Ｃｕ1Ｏ5
とｎＢａＯ＋ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比は３／７〜４
／５の値、を入れ、加熱部５により加熱し溶融する。加
熱パターンの例を図２に示す。Ｂ１パターンは、第一実
施例であり、溶融時の溶液表面温度を一定として引上げ
育成時の溶液表面温度と同じとするものである。また、
Ａ１パターンは、第二実施例であり、溶融時の溶液表面
温度を、低温から上昇して引上げ育成時の溶液表面温度
と同じとするものである。本実施例であるＡ１、Ｂ１い
ずれのパターンも、溶融時の少なくとも後半の温度とし
ては、引上げ育成時の温度と同じ温度とする。この引上
げ育成時の温度は、包晶温度より２〜２０℃低い温度で
ある。このように、少なくとも溶融時の後半から引上げ
育成時まで同じ加熱温度を維持すれば良いこととなり、
温度管理が簡単になる。
【００１６】次に、ＲＥ１２３系単結晶等の製造方法に
おける原料溶融時及び引上げ育成時の雰囲気の酸素分圧
について説明する。本実施例の原料溶融時の酸素分圧と
しては１０％程度の酸素分圧とし、そして、引上げ育成
時の酸素分圧としては、大気の酸素分圧である２１％分
圧とする。原料溶融時の酸素分圧を引上げ育成時の酸素
分圧よりも低くすることにより、原料溶融時の加熱温度
を包晶温度より低い温度としても原料を溶融することが
でき、そして、溶融時及び引上げ育成時に同じ加熱温度
を維持することができるので、加熱温度管理を簡単にす
ることができる。なお、雰囲気全体は、原料溶融時及び
引上げ育成時とも大気圧として行い、そして、酸素以外
の成分は、アルゴン又は窒素を使用する。酸素分圧を増
減するには、酸素ガス又はアルゴンをガス取入口６から
導入して調整する。
おける原料溶融時及び引上げ育成時の雰囲気の酸素分圧
について説明する。本実施例の原料溶融時の酸素分圧と
しては１０％程度の酸素分圧とし、そして、引上げ育成
時の酸素分圧としては、大気の酸素分圧である２１％分
圧とする。原料溶融時の酸素分圧を引上げ育成時の酸素
分圧よりも低くすることにより、原料溶融時の加熱温度
を包晶温度より低い温度としても原料を溶融することが
でき、そして、溶融時及び引上げ育成時に同じ加熱温度
を維持することができるので、加熱温度管理を簡単にす
ることができる。なお、雰囲気全体は、原料溶融時及び
引上げ育成時とも大気圧として行い、そして、酸素以外
の成分は、アルゴン又は窒素を使用する。酸素分圧を増
減するには、酸素ガス又はアルゴンをガス取入口６から
導入して調整する。
【００１７】ＲＥ１２３系単結晶、特にＲＥをＮｄとし
たものに適用した実施例について、図３及び図４を用い
て説明する。種結晶を溶液表面へ１２０ｒｐｍで回転さ
せながら挿入し、その後、０．１ｍｍ／ｈの速度で上部
へ引上げながらＲＥ１２３系単結晶を製造した。Ｎｄ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導単結晶が２０時間の製造により
７×８×４ｍｍのサイズが得られた。このときの加熱温
度パターン及び酸素分圧について、説明する。図３は、
加熱温度パターン等を示しており、Ａ２は本実施例のも
のであり、Ｃは従来例のものを示す。Ａ２では、溶融時
の酸素分圧は１０％程度の酸素分圧であり、Ｃでは２１
％分圧である。引上げ育成時の加熱温度及び酸素分圧
は、Ａ２とＣは同じである。Ａ２では、引上げ育成開始
時に酸素分圧を増加させるために酸素を導入する。ま
た、Ａ２では、引上げ育成時に溶液表面に固体粒子浮遊
物が認められるとき、ガス取入口６からアルゴンガスを
導入することにより、雰囲気の酸素分圧を低下させる。
これにより、当該浮遊物粒子は溶解する。一方、Ｃでは
酸素分圧を調整しないため、浮遊物粒子は溶解すること
はなく、その量は増加していった。これについて、図４
を用いて説明すると、図４（ａ）の液相図において、温
度Ｔｂの溶融物（矢印４１）は、るつぼの下部の溶融物
から溶液表面に近づくにつれ温度が低下し、温度Ｔｓの
溶融物（矢印４２）となり、そして、引上げ育成される
ときは、ＲＥ割合１６．６％の溶融物（矢印４３）とな
る。これにより、ＲＥ１２３系単結晶が得られることと
なる。このようにして、ＲＥ１２３系単結晶を製造する
ことができる。
たものに適用した実施例について、図３及び図４を用い
て説明する。種結晶を溶液表面へ１２０ｒｐｍで回転さ
せながら挿入し、その後、０．１ｍｍ／ｈの速度で上部
へ引上げながらＲＥ１２３系単結晶を製造した。Ｎｄ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超電導単結晶が２０時間の製造により
７×８×４ｍｍのサイズが得られた。このときの加熱温
度パターン及び酸素分圧について、説明する。図３は、
加熱温度パターン等を示しており、Ａ２は本実施例のも
のであり、Ｃは従来例のものを示す。Ａ２では、溶融時
の酸素分圧は１０％程度の酸素分圧であり、Ｃでは２１
％分圧である。引上げ育成時の加熱温度及び酸素分圧
は、Ａ２とＣは同じである。Ａ２では、引上げ育成開始
時に酸素分圧を増加させるために酸素を導入する。ま
た、Ａ２では、引上げ育成時に溶液表面に固体粒子浮遊
物が認められるとき、ガス取入口６からアルゴンガスを
導入することにより、雰囲気の酸素分圧を低下させる。
これにより、当該浮遊物粒子は溶解する。一方、Ｃでは
酸素分圧を調整しないため、浮遊物粒子は溶解すること
はなく、その量は増加していった。これについて、図４
を用いて説明すると、図４（ａ）の液相図において、温
度Ｔｂの溶融物（矢印４１）は、るつぼの下部の溶融物
から溶液表面に近づくにつれ温度が低下し、温度Ｔｓの
溶融物（矢印４２）となり、そして、引上げ育成される
ときは、ＲＥ割合１６．６％の溶融物（矢印４３）とな
る。これにより、ＲＥ１２３系単結晶が得られることと
なる。このようにして、ＲＥ１２３系単結晶を製造する
ことができる。
【００１８】なお、得られた単結晶は、まだ超電導性を
示さないが、加熱等の超電導化処理を行えば、良好な特
性の超電導性単結晶とすることができる。また、単結晶
を超電導電子デバイス基板に加工して使用することも可
能である。
示さないが、加熱等の超電導化処理を行えば、良好な特
性の超電導性単結晶とすることができる。また、単結晶
を超電導電子デバイス基板に加工して使用することも可
能である。
【００１９】以上、ＲＥ１２３系単結晶の実施例で説明
したが、一般的な酸化物、例えばＳｉ酸化物、の単結晶
であっても同様にして製造することは可能である。
したが、一般的な酸化物、例えばＳｉ酸化物、の単結晶
であっても同様にして製造することは可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、 １）結晶性が優れ、 ２）結晶の製造前後で単結晶組成が一定であり、 ３）連続して長時間製造できる、 １２３系単結晶、１２３系超電導性単結晶、超電導電子
デバイス基板及び酸化物単結晶を製造することができ、
そして、加熱温度管理の制御が簡単とすることが可能の
製造方法とすることができる。
デバイス基板及び酸化物単結晶を製造することができ、
そして、加熱温度管理の制御が簡単とすることが可能の
製造方法とすることができる。
【図１】ＲＥ１２３系単結晶等の製造装置の一例の説明
図。
図。
【図２】ＲＥ１２３系単結晶等の製造方法における加熱
パターンの一例の説明図。
パターンの一例の説明図。
【図３】Ｎｄ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系単結晶の製造方法にお
ける加熱パターンの一例の説明図。
ける加熱パターンの一例の説明図。
【図４】得られたＮｄ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系単結晶の説明
図。
図。
１ るつぼ ２ 溶融部 ３ 種結晶 ４ 熱電対 ５ 加熱部 ６ ガス取入口 ７ 種棒 ８ 負荷部 ９ 加熱・引上げ動作制御部 １０ Ｘ−Ｙ記録部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 敏 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 塩原 融 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比
は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に溶質として、１
又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ元素はＹ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶
液原料を溶解した溶液の表面から、溶液表面温度、ただ
し、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で連続にＲＥ１
２３系単結晶を引上げ育成するＲＥ１２３系単結晶の製
造方法において、 前記溶液原料の溶融時における溶液表面温度を、引上げ
育成時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶融時におけ
る雰囲気の酸素分圧を、引上げ育成時の酸素分圧より低
くすることを特徴とするＲＥ１２３系単結晶の製造方
法。 - 【請求項２】 ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比
は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に溶質として、１
又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥ元素はＹ、Ｌａ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶
液原料を溶解した溶液の表面から、溶液表面温度、ただ
し、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で連続にＲＥ１
２３系単結晶を引上げ育成し、得られた単結晶に超電導
化処理を行うＲＥ１２３系超電導性単結晶の製造方法に
おいて、 前記溶液原料の溶融時における溶液表面温度を、引上げ
育成時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶融時におけ
る雰囲気の酸素分圧を、引上げ育成時の酸素分圧より低
くすることを特徴とするＲＥ１２３系超電導性単結晶の
製造方法。 - 【請求項３】 請求項２記載のＲＥ１２３系超電導性単
結晶の製造方法において、 溶融時における溶液表面温度を、一定とすることを特徴
とするＲＥ１２３系超電導性単結晶の製造方法。 - 【請求項４】 請求項２記載のＲＥ１２３系超電導性単
結晶の製造方法において、 溶融時における溶液表面温度を、低温から上昇して引上
げ時の溶液表面温度と同じとすることを特徴とするＲＥ
１２３系超電導性単結晶の製造方法。 - 【請求項５】 請求項２〜４のいずれか１項に記載のＲ
Ｅ１２３系超電導性単結晶の製造方法において、 上記ＲＥ１２３系単結晶の引上げ育成時の溶液表面に固
体粒子浮遊物が認められるとき、雰囲気酸素分圧を低下
させて当該浮遊物粒子を溶解した後、所定の単結晶引上
げ時の雰囲気酸素分圧に復帰させ、引続き連続に単結晶
を引上げることを特徴とするＲＥ１２３系超電導性単結
晶の製造方法。 - 【請求項６】 ｎＢａＯ−ｍＣｕＯ、ただし、ｎ／ｍ比
は３／７〜４／５の値、の溶媒融液中に溶質として、１
又は２以上のＲＥ元素、ただし、ＲＥはＹ、Ｌａ、Ｎ
ｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｙｂ、の化合物等の溶液
原料を溶解した溶液の表面から、溶液表面温度、ただ
し、包晶温度より２〜２０℃低い温度、で連続にＲＥ１
２３系単結晶を引上げ育成し、得られた単結晶に基板化
処理を行う超電導電子デバイス基板の製造方法におい
て、 前記溶液原料の溶融時における溶液表面温度を、引上げ
時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶融時における雰
囲気の酸素分圧を、引上げ時の酸素分圧より低くするこ
とを特徴とする超電導電子デバイス基板の製造方法。 - 【請求項７】 単結晶溶媒融液中に溶質として１又は２
以上の溶液原料を溶解した溶液の表面から連続に単結晶
を引上げ育成する酸化物単結晶の製造方法において、 前記溶液原料の溶融時における溶液表面温度を、引上げ
時の溶液表面温度と同じとし、且つ、溶融時における雰
囲気の酸素分圧を、引上げ時の低酸素分圧より低くする
ことを特徴とする酸化物単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29260397A JPH11130596A (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Ｒｅ１２３系単結晶、ｒｅ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29260397A JPH11130596A (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Ｒｅ１２３系単結晶、ｒｅ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11130596A true JPH11130596A (ja) | 1999-05-18 |
Family
ID=17783937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29260397A Pending JPH11130596A (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | Ｒｅ１２３系単結晶、ｒｅ１２３系超電導性単結晶、超電導電子デバイス基板及び酸化物単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11130596A (ja) |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP29260397A patent/JPH11130596A/ja active Pending
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