JPS63252311A - 組成変調型電導材料 - Google Patents
組成変調型電導材料Info
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- JPS63252311A JPS63252311A JP62086065A JP8606587A JPS63252311A JP S63252311 A JPS63252311 A JP S63252311A JP 62086065 A JP62086065 A JP 62086065A JP 8606587 A JP8606587 A JP 8606587A JP S63252311 A JPS63252311 A JP S63252311A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は超電導材料に関し、起電導線として、薄膜型の
小型超電導磁石な、どに応用される他に、半導体の超電
導電極や配線など凡く電子部品に適用される。
小型超電導磁石な、どに応用される他に、半導体の超電
導電極や配線など凡く電子部品に適用される。
従来の技術
旧来の超電材としては、Ｐｂ 、 Ｎｂ 、 レアー
アースなどが広く知られており、特にＮｂ合金系は超電
導磁石用として、研究用や試験用に用いられている。こ
れらは、液体Ｈｅ温度領域に冷却しないと超電導体とし
て作用しない、これに対して、特に最近、セラミクス材
を中心とした、（ＬａＳｒ）Ｃｕ。
アースなどが広く知られており、特にＮｂ合金系は超電
導磁石用として、研究用や試験用に用いられている。こ
れらは、液体Ｈｅ温度領域に冷却しないと超電導体とし
て作用しない、これに対して、特に最近、セラミクス材
を中心とした、（ＬａＳｒ）Ｃｕ。
ｏｘ系がより高温で、ある場合には液体窒素温度でも超
電導性を示し始めると報告され、注目されている。しか
し、これらの材料は、液体窒素温度以上で超電導性をや
や示し始めるだけであり、超電導性を示す完全な反磁性
を示す温度はやはり、液体Ｈｅ温度に近い１ｏｏＫ近辺
にある。超電導を示す臨界温度が広く分布しているとい
える。
電導性を示し始めると報告され、注目されている。しか
し、これらの材料は、液体窒素温度以上で超電導性をや
や示し始めるだけであり、超電導性を示す完全な反磁性
を示す温度はやはり、液体Ｈｅ温度に近い１ｏｏＫ近辺
にある。超電導を示す臨界温度が広く分布しているとい
える。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、上述の臨界温度の分布の巾を狭め、完全な超
電導性を示す臨界温度を高めることを目的とする。
電導性を示す臨界温度を高めることを目的とする。
問題点を解決するための手段
超電導性を示す元素と結合し、部分的にはイオン結合性
を示す元素より少なくとも構成された層状結晶構造を有
する化合物の、当該層より構成される異方性薄膜と、そ
の異方性薄膜にエピタキシャル的に成長した類似組成の
異方性薄膜を連続して多層積層して、格子歪の残留する
組成変調型の積層薄膜超電導材料を形成する。
を示す元素より少なくとも構成された層状結晶構造を有
する化合物の、当該層より構成される異方性薄膜と、そ
の異方性薄膜にエピタキシャル的に成長した類似組成の
異方性薄膜を連続して多層積層して、格子歪の残留する
組成変調型の積層薄膜超電導材料を形成する。
作 用
薄層にすることにより、その層内に、層状結晶構造の結
晶層がうまく一致して含まれ、且つ、結晶層がほぼ面内
に連続している。薄層が厚くなると、部分的に柱状構造
に発達するなど結晶性が悪化して上記の連続性が悪くな
るが、組成変調により積層して、層を厚くすることによ
り、このような悪化が防止される。
晶層がうまく一致して含まれ、且つ、結晶層がほぼ面内
に連続している。薄層が厚くなると、部分的に柱状構造
に発達するなど結晶性が悪化して上記の連続性が悪くな
るが、組成変調により積層して、層を厚くすることによ
り、このような悪化が防止される。
超電導性を示す臨界温度の巾が狭まる理由は不明である
が、従来、結晶層が無秩序に交査しているのに対して、
本発明においては、はぼ同一面内に並んでいるためと推
定される。
が、従来、結晶層が無秩序に交査しているのに対して、
本発明においては、はぼ同一面内に並んでいるためと推
定される。
実施例
薄膜の形成には、高周波マグネトスパッタリングを用い
、組成変調をかけるために、第２図に示すような薄膜構
成元素の割合を面積比１．２，３で調整しであるターゲ
ット４の裏面に沿って磁石６をゆっくり移動６せしめた
。磁極ｅｓＮ−、Ｓ附近が最もよくスパッターされる事
を利用したものである。磁石６を一ケ所に止めておけば
、その場所（面積割合など）で定まる単一組成の薄膜が
得られる。試料はターゲット４に対向して平行に設置し
、冷却すると共に、面内均−性を向上するため１０ ｒ
ｐｍで回転させた。なお、補助ガスとして、プラズマ化
したＮ２，０２．ＣＨ４ガスを側面から必要に応じて、
試料上に導入した。
、組成変調をかけるために、第２図に示すような薄膜構
成元素の割合を面積比１．２，３で調整しであるターゲ
ット４の裏面に沿って磁石６をゆっくり移動６せしめた
。磁極ｅｓＮ−、Ｓ附近が最もよくスパッターされる事
を利用したものである。磁石６を一ケ所に止めておけば
、その場所（面積割合など）で定まる単一組成の薄膜が
得られる。試料はターゲット４に対向して平行に設置し
、冷却すると共に、面内均−性を向上するため１０ ｒ
ｐｍで回転させた。なお、補助ガスとして、プラズマ化
したＮ２，０２．ＣＨ４ガスを側面から必要に応じて、
試料上に導入した。
ターゲットは、それぞれの原料粉体をホットプレスして
緻密化した後、ダイヤモンド加工具により所定の形に切
断、研削し、装着した。
緻密化した後、ダイヤモンド加工具により所定の形に切
断、研削し、装着した。
先ずＬ ａ ２０ ｓ／Ｃｕ ２０／Ｓ ｒ Ｏの三種
より成るターゲツト材から形成する薄膜超電導材料につ
いて説明する。
より成るターゲツト材から形成する薄膜超電導材料につ
いて説明する。
スパッターガスとしてＡｒガス２Ｘ１０ Ｔｏｒｒを
用い、約２人／ＳＢｃでほぼ平均（Ｌａ、５ｒ）２Ｃｕ
ｏ３．６〜４で示される組成変調薄膜材を形成した。
用い、約２人／ＳＢｃでほぼ平均（Ｌａ、５ｒ）２Ｃｕ
ｏ３．６〜４で示される組成変調薄膜材を形成した。
磁石を２０分の周期で往復させ、組成変調を行なった。
この時、試料側面より、５ｏｏＶの変位をかけた酸素プ
ラズマを試料上に常時送風し一酸化度を向上せしめた。
ラズマを試料上に常時送風し一酸化度を向上せしめた。
なお基板としては、厚さ３ｗｓ径６径部０鴫Ｆの結晶基
板を用いた。はぼ１０μｍ厚の組成変調膜を形成した後
、６５０℃、３０分。
板を用いた。はぼ１０μｍ厚の組成変調膜を形成した後
、６５０℃、３０分。
酸素雰囲気中で焼鈍し、５鳩角にクライブし、基板を溶
解した。残留した薄膜を、Ｓ ＩＭＳ （二次イオンマ
ス分析法）により、厚さ方向の組成分析。
解した。残留した薄膜を、Ｓ ＩＭＳ （二次イオンマ
ス分析法）により、厚さ方向の組成分析。
５ｒｍ角の試料を多数積層したものでもって、反磁性の
測定を行った。組成は、第１図に示すＳＩＭＳによる厚
さ方向の濃度分布で判るように、約２５００人の周期を
もち、概略の定量化の結果、はぼＬａ２””０．１〜０
．２ ０．８−０．９ ４−ａとＬ ａ ２Ｃｕ
Ｑ Ｓｒ２Ｃｕ２０７で表示し得る組成物より成っているこ
とが判った。さらに、７００℃の焼鈍前では、Ｘ線回折
ピークは低く、ピーク巾も広く、結晶性の低い事ないし
は、連続的に格子定数が変化している事などが示されて
いたが、焼鈍後では少しはっきりとしており、Ｋ２Ｎｉ
Ｆ４構造を有するＬａ２Ｃｕｏ４と固定される組成物と
、確認し得ない他の結晶組成物に対応している。
測定を行った。組成は、第１図に示すＳＩＭＳによる厚
さ方向の濃度分布で判るように、約２５００人の周期を
もち、概略の定量化の結果、はぼＬａ２””０．１〜０
．２ ０．８−０．９ ４−ａとＬ ａ ２Ｃｕ
Ｑ Ｓｒ２Ｃｕ２０７で表示し得る組成物より成っているこ
とが判った。さらに、７００℃の焼鈍前では、Ｘ線回折
ピークは低く、ピーク巾も広く、結晶性の低い事ないし
は、連続的に格子定数が変化している事などが示されて
いたが、焼鈍後では少しはっきりとしており、Ｋ２Ｎｉ
Ｆ４構造を有するＬａ２Ｃｕｏ４と固定される組成物と
、確認し得ない他の結晶組成物に対応している。
それでも、ピーク巾は広く、面内に強い残留歪のあるこ
とが示瑳されている。又、（２００）と（ｏｏｅ）のＸ
線強度は、最高強度をもつ（１０３）に対して、各々、
はぼ０チとｙｏ％になっており、面全体が０面に強く配
向していることが示されていた。
とが示瑳されている。又、（２００）と（ｏｏｅ）のＸ
線強度は、最高強度をもつ（１０３）に対して、各々、
はぼ０チとｙｏ％になっており、面全体が０面に強く配
向していることが示されていた。
本材料の超伝導臨界温度は、第３図に示すように、開始
点がほぼ１８°にであり、完全になる点が約１３°にと
なっており、それらの２点間の巾が約６０にと狭くなり
、完全な超電導性を示す温度が高くなっていることか判
る。
点がほぼ１８°にであり、完全になる点が約１３°にと
なっており、それらの２点間の巾が約６０にと狭くなり
、完全な超電導性を示す温度が高くなっていることか判
る。
これに対して、平均組成がほぼ一致するように、磁石を
一ケ所に留めて、同じように薄膜を形成した所、第４図
１に示すように、各々１７°Ｋ及び７ ’Ｋを示し、そ
れらの２点間の巾が広くなっているのが測定された。こ
の時、Ｘ線回折の結果、（２００）ピークが（ｏｏａ）
ピークよりやや強く、上述のような強い異方性のないこ
とが判った。
一ケ所に留めて、同じように薄膜を形成した所、第４図
１に示すように、各々１７°Ｋ及び７ ’Ｋを示し、そ
れらの２点間の巾が広くなっているのが測定された。こ
の時、Ｘ線回折の結果、（２００）ピークが（ｏｏａ）
ピークよりやや強く、上述のような強い異方性のないこ
とが判った。
なお、第４図２に、文献ジャパニーズ ジャーナル オ
プ アプライド フィジックス（Ｔａｐ。
プ アプライド フィジックス（Ｔａｐ。
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｓｄ Ｐｈｇｓｉｃ
ｓ）２８（１）Ｌｌ （’Ｂ７）より転載した反磁性一
温度曲線を画いである。上記の対比例と同様に、２点間
の巾が２０ｃＫに広がっており、超電導性を示し始める
温度はかなり高いにも拘らず、完全な超電導性を示す温
度はかなり低いことが判る。
ｓ）２８（１）Ｌｌ （’Ｂ７）より転載した反磁性一
温度曲線を画いである。上記の対比例と同様に、２点間
の巾が２０ｃＫに広がっており、超電導性を示し始める
温度はかなり高いにも拘らず、完全な超電導性を示す温
度はかなり低いことが判る。
次にＹ 、Ｂａ、Ｃｕ、Ｏ系について、Ｙ２Ｑ３／Ｃｕ
２Ｏ／ＢａＯの３ターゲツト材を用いて同様の実験を行
った。実験条件は上述条件であるが、磁石の周期を１０
分と早くした。同様の分析の結果、厚さ約１５００人の
ほぼＹ２ＢａＯ，１−０，２ＣｕＯ，８−０，９０４Ｊ
と、約１０００人のほぼＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７と見られ
る積層結晶層が認められ、（００６）／（１０３）強度
比は、約７６チとなっており、やはりＣ面配向の強いこ
とが示された。
２Ｏ／ＢａＯの３ターゲツト材を用いて同様の実験を行
った。実験条件は上述条件であるが、磁石の周期を１０
分と早くした。同様の分析の結果、厚さ約１５００人の
ほぼＹ２ＢａＯ，１−０，２ＣｕＯ，８−０，９０４Ｊ
と、約１０００人のほぼＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７と見られ
る積層結晶層が認められ、（００６）／（１０３）強度
比は、約７６チとなっており、やはりＣ面配向の強いこ
とが示された。
同じ平均組成物で単純に一層より成る膜は、Ｘ線的にＣ
面配向は殆んど認められなかった。両者の超電導臨界温
度は、完全な点及び開始する点が、各々、約２４°にと
約２１°Ｋ及び、約２０°にと約１１ °にであり、そ
の巾は各々、約３°Ｋ。
面配向は殆んど認められなかった。両者の超電導臨界温
度は、完全な点及び開始する点が、各々、約２４°にと
約２１°Ｋ及び、約２０°にと約１１ °にであり、そ
の巾は各々、約３°Ｋ。
９°にであり、組成変調をした本発明の方が、完全な超
電導を示す温度の高いことが示された。又、その巾も、
本発明の方が約％と狭く、優れていることが示されてい
る。
電導を示す温度の高いことが示された。又、その巾も、
本発明の方が約％と狭く、優れていることが示されてい
る。
発明の効果
本発明の組成変調構成をとることにより、従来、超電導
を示し始める温度か高くとも、完全な超電導を示す温度
が低いといっだ材料特性劣化を防ぐことができ、両者の
差を大巾に縮めることができる。
を示し始める温度か高くとも、完全な超電導を示す温度
が低いといっだ材料特性劣化を防ぐことができ、両者の
差を大巾に縮めることができる。
このため、実用的にこのような超電導素子を使用する温
度をより高く保つことが可能となった。
度をより高く保つことが可能となった。
さらに本発明によれば、溝膜で形成できるため、超ＬＳ
Ｉの電極や、配線にも使用できることは明らかであり、
これらの素子の大巾な特性改善につながるものといえる
。
Ｉの電極や、配線にも使用できることは明らかであり、
これらの素子の大巾な特性改善につながるものといえる
。
又、本発明によれば、構成元素が同一であり、組成がほ
ぼ連続的に変化しているのみであるため、組成、微細構
造の制御が非常に容易であり、再現性に富むものである
。
ぼ連続的に変化しているのみであるため、組成、微細構
造の制御が非常に容易であり、再現性に富むものである
。
第１図は本発明の一実施例における変調組成物の断面方
向の組成の解析例を示すグラフ、第２図は本発明におけ
るターゲットの構成を概略を示す平面図、第３図および
第４図は本発明と従来例などの超電導臨界温度を示すグ
ラフである。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ａ
向の組成の解析例を示すグラフ、第２図は本発明におけ
るターゲットの構成を概略を示す平面図、第３図および
第４図は本発明と従来例などの超電導臨界温度を示すグ
ラフである。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ａ
Claims (1)
- 超電導性を示す元素と当該元素とイオン結合性を部分
的に有する元素を含み、層状結晶構造を有する化合物の
当該層より構成される薄膜と、該薄膜にエピタキシャル
成長し、且つ格子歪の残留する組成変調薄膜とを多層積
層して成ることを特徴とする組成変調型超電導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086065A JP2543073B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 超電導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086065A JP2543073B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 超電導薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252311A true JPS63252311A (ja) | 1988-10-19 |
| JP2543073B2 JP2543073B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=13876296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086065A Expired - Fee Related JP2543073B2 (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543073B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0197319A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-14 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 酸化物超電導膜被覆物体の製造方法 |
| JP2013540899A (ja) * | 2010-09-28 | 2013-11-07 | ジングルス・テヒノロギース・アクチェンゲゼルシャフト | カソードスパッタリングを用いて合金で被覆した基板 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242532A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Komatsu Ltd | 超電導体およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086065A patent/JP2543073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63242532A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Komatsu Ltd | 超電導体およびその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0197319A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-14 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 酸化物超電導膜被覆物体の製造方法 |
| JP2013540899A (ja) * | 2010-09-28 | 2013-11-07 | ジングルス・テヒノロギース・アクチェンゲゼルシャフト | カソードスパッタリングを用いて合金で被覆した基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2543073B2 (ja) | 1996-10-16 |
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