JPH01115014A - 超電導薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導薄膜の製造方法Info
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- JPH01115014A JPH01115014A JP62272591A JP27259187A JPH01115014A JP H01115014 A JPH01115014 A JP H01115014A JP 62272591 A JP62272591 A JP 62272591A JP 27259187 A JP27259187 A JP 27259187A JP H01115014 A JPH01115014 A JP H01115014A
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- Japan
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- thin film
- substrate
- superconducting thin
- film
- oxygen
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- 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
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、セラミック系超電導ｒ４１？Ｗにおいて、高
い臨界温度を得ることの可能な薄膜を作製する製造方法
に関するものである。
い臨界温度を得ることの可能な薄膜を作製する製造方法
に関するものである。
（従来の技術）
セラミックス系超電導物質は、従来開発されてきた金属
系超電導物質と比較して、極めて高い温度で超電導状態
になる物質として最近注目を集めている。高温での超電
導が実現されれば、電気伝導現象を利用したすべてのも
のに利用できるため、材料の開発が各方面で行なわれて
いる。しかし、超電導材料を実用化するには、該超電導
材料を線材あるいは薄膜化することが重要な課題となっ
ている。エレクトロニクス関連では、ジ町セフソン素子
や超電導トランジスタへの応用が考えられるが、材料の
形態としは、薄膜構造あるいは単結晶組織が必要である
。
系超電導物質と比較して、極めて高い温度で超電導状態
になる物質として最近注目を集めている。高温での超電
導が実現されれば、電気伝導現象を利用したすべてのも
のに利用できるため、材料の開発が各方面で行なわれて
いる。しかし、超電導材料を実用化するには、該超電導
材料を線材あるいは薄膜化することが重要な課題となっ
ている。エレクトロニクス関連では、ジ町セフソン素子
や超電導トランジスタへの応用が考えられるが、材料の
形態としは、薄膜構造あるいは単結晶組織が必要である
。
薄膜の製造方法としては、スパッタリング法、スクリー
ン印刷法などが発表されているが、いずれも実用化に至
っては、いない。
ン印刷法などが発表されているが、いずれも実用化に至
っては、いない。
まず、スパッタリング法での製造方法を以下にのべる。
低圧ガス、例えばアルゴンと酸素雰囲気中におかれた電
極間に、高周波電場をかけて、ガス分子を電離、イオン
化し、電極間におかれたセラミック素材、例えばＹＢａ
ＣｕＯの焼結体を前記イオンでスパッタリングし、原子
状に分解する。そして、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｏ原子を基板
上にならべることにより、その基板上に薄膜をエピタキ
シャル成長させる。その後基板と共に高温焼結を行い超
電導薄膜を得る。前記基板は、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ３、
Ａ ｌ ｚ Ｏｓ等が利用されている。
極間に、高周波電場をかけて、ガス分子を電離、イオン
化し、電極間におかれたセラミック素材、例えばＹＢａ
ＣｕＯの焼結体を前記イオンでスパッタリングし、原子
状に分解する。そして、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｏ原子を基板
上にならべることにより、その基板上に薄膜をエピタキ
シャル成長させる。その後基板と共に高温焼結を行い超
電導薄膜を得る。前記基板は、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ３、
Ａ ｌ ｚ Ｏｓ等が利用されている。
次にスクリーン印刷法での製造方法を以下にのべる。セ
ラミック素材、例えばＹＢａＣｕＯの焼結体を粉末にし
て、プロピレングリコールなどの有機溶媒と混合し、ペ
ースト状にする。
ラミック素材、例えばＹＢａＣｕＯの焼結体を粉末にし
て、プロピレングリコールなどの有機溶媒と混合し、ペ
ースト状にする。
このペースト状に調整した物質をスクリーン印刷法でセ
ラミック基板上に塗布し、真空乾燥させたあと、８００
〜１０００℃で焼結すると、基板上に厚さ１０〜１５μ
ｍの超電導薄膜が形成される。
ラミック基板上に塗布し、真空乾燥させたあと、８００
〜１０００℃で焼結すると、基板上に厚さ１０〜１５μ
ｍの超電導薄膜が形成される。
（発明が解決しようとする問題点）
スパッタリング法で得られた薄膜は、アルゴンガスが膜
中にとりこまれる等により、良質な膜が形成されない、
又、スクリーン印刷法で形成した薄膜も表面が粗く、信
頼性に欠ける。
中にとりこまれる等により、良質な膜が形成されない、
又、スクリーン印刷法で形成した薄膜も表面が粗く、信
頼性に欠ける。
また、いずれもバルクと比べて臨界温度は低（なってい
る。
る。
これは、高温超電導現象が薄膜中の界面状態に起因して
おり、薄膜中にいかに界面状態を多く形成するかで決ま
ってしまうために、前記方法では、また特に単相では、
界面状態を制御することができないからである。
おり、薄膜中にいかに界面状態を多く形成するかで決ま
ってしまうために、前記方法では、また特に単相では、
界面状態を制御することができないからである。
本発明は上記問題に鑑みたもので、一元あるいは多元蒸
着法により、酸素雰囲気中で高い臨界温度を有する薄Ｗ
４を作製することを目的としている。
着法により、酸素雰囲気中で高い臨界温度を有する薄Ｗ
４を作製することを目的としている。
（問題点を解決するための手段及び作用）セラミック超
電導体において、一元あるいは多元蒸着法により、酸素
雰囲気中で成膜することにより、組成と界面をコントロ
ールしなから成膜できる。
電導体において、一元あるいは多元蒸着法により、酸素
雰囲気中で成膜することにより、組成と界面をコントロ
ールしなから成膜できる。
さらに、酸素を噴出するガス導入管を基板に近接して配
置することにより、原料をいれたルツボ付近は低真空に
保ったまま、基板表面付近を酸素雰囲気にすることが可
能となる。真空槽内をすべて酸素雰囲気にしてしまうと
、ルツボ内で原料と反応してしまったり、蒸気圧の関係
から、原料が蒸発しなくなってしまう、基板表面を酸素
雰囲気に保つことにより、成膜した超電導薄膜中に、酸
素を多量にとりいれることができる。
置することにより、原料をいれたルツボ付近は低真空に
保ったまま、基板表面付近を酸素雰囲気にすることが可
能となる。真空槽内をすべて酸素雰囲気にしてしまうと
、ルツボ内で原料と反応してしまったり、蒸気圧の関係
から、原料が蒸発しなくなってしまう、基板表面を酸素
雰囲気に保つことにより、成膜した超電導薄膜中に、酸
素を多量にとりいれることができる。
従って、界面状態を制御することができ、さらに酸素を
多量に膜中にとりこめるため、高い臨界温度の超電導薄
膜を得ることができる。
多量に膜中にとりこめるため、高い臨界温度の超電導薄
膜を得ることができる。
（実施例）
第１図（ａ）は、本発明の超電導薄膜を形成する装置の
一実施例である。
一実施例である。
まず、本装置の構成についてのべる。真空槽１の中に、
温度をコントロールできるルツボ２と、ガスを導入し基
板３付近に噴出させるガス導入管４と、真空槽ｌ内を排
気する真空ポンプ５とから構成されている。第１図（ｂ
）に、ガス導入管４を上面からみた断面図を示した。こ
れは、基板３の付近で円形になっており、内側に穴をあ
けておき、そこからガスが噴出されるようになっている
。
温度をコントロールできるルツボ２と、ガスを導入し基
板３付近に噴出させるガス導入管４と、真空槽ｌ内を排
気する真空ポンプ５とから構成されている。第１図（ｂ
）に、ガス導入管４を上面からみた断面図を示した。こ
れは、基板３の付近で円形になっており、内側に穴をあ
けておき、そこからガスが噴出されるようになっている
。
次に、ＹＳｃＢａＣｕＯ系の超電導体を例にとり製造方
法についてのべる。
法についてのべる。
（１）ルツボ２に、それぞれＹ、Ｓｃ、Ｂａ。
Ｃｕの粉末を投入し、真空槽ｌ内を排気して１０−”Ｔ
ｏｒｒにする。
ｏｒｒにする。
（２）そして、ガス導入管４より０２を１０−”Ｔｏｒ
ｒの圧力で噴出させ、基板３の表面付近を酸素雰囲気に
する。
ｒの圧力で噴出させ、基板３の表面付近を酸素雰囲気に
する。
（３）ルツボ２の温度をコントロールしながら、前記元
素を基板３に蒸着させる。この時、基板３の表面は酸素
雰囲気であるため、蒸発した元素が酸素と反応しつつ基
板に蒸着され、ＹＳｃＢａＣｕＯ系の超電導薄膜が基板
表面に形成される。
素を基板３に蒸着させる。この時、基板３の表面は酸素
雰囲気であるため、蒸発した元素が酸素と反応しつつ基
板に蒸着され、ＹＳｃＢａＣｕＯ系の超電導薄膜が基板
表面に形成される。
また、各々のルツボ２を独立に温度コントロールしてい
るため、ＹＳｃＢａＣｕＯの組成は任意にコントロール
することができる。
るため、ＹＳｃＢａＣｕＯの組成は任意にコントロール
することができる。
以上で、ＹＳｃＢａＣｕＯ系の超電導薄膜は形成される
。
。
ところで、上記のべたように、
ＹＳｃＢａＣｕＯ薄膜の組成を任意にコントロールでき
るため、前記薄膜は、同一組成で積層したり、あるいは
組成をかえながら積層することも可能である０組成をか
えながら積層していく場合、超電導状態を担う界面状態
を膜中に多数存在させることが可能であり、高い臨界温
度を得ることができる。
るため、前記薄膜は、同一組成で積層したり、あるいは
組成をかえながら積層することも可能である０組成をか
えながら積層していく場合、超電導状態を担う界面状態
を膜中に多数存在させることが可能であり、高い臨界温
度を得ることができる。
また、従来の製造方法では抜けやすいといわれている酸
素を多量に膜中にとりいれることができるため、高い臨
界温度を得ることができる。
素を多量に膜中にとりいれることができるため、高い臨
界温度を得ることができる。
尚、本実施例では、ＹＳｃＢａＣｕＯ系の超電導材を例
にとったが、これに限らず、セラミック系のものは同様
に作製できる。
にとったが、これに限らず、セラミック系のものは同様
に作製できる。
また、ルツボ２には元素を投入したが、酸化物あるいは
化合物でもよい。
化合物でもよい。
また、四元蒸着を例にとったが、四元に限らず一元ある
いは二元以上の多元蒸着でもよい。
いは二元以上の多元蒸着でもよい。
（発明の効果）
本発明によれば、得られる超電導薄膜は超電導状態を損
う界面状態を膜中に多数存在させることが可能であり、
さらに、膜中に酸素をとりいれることができるため、高
い臨界温度をもつ薄膜を得ることができる。
う界面状態を膜中に多数存在させることが可能であり、
さらに、膜中に酸素をとりいれることができるため、高
い臨界温度をもつ薄膜を得ることができる。
これにより、エレクトロニクス分野に広く応用すること
が可能となる。
が可能となる。
第１図（ａ）は、本発明の製造方法に用いる製造装置の
一実施例の概要図、第１図（ｂ）は、前記装置のガス導
入管の断面図である。 １−−−−−−−一真空槽 ２− ・・−ルツボ ３−・−−−−−一基板 ４°−・・・−ガス導入管 ｂ−・−・真空ポンプ 出願人 株式会社 小松製作所
一実施例の概要図、第１図（ｂ）は、前記装置のガス導
入管の断面図である。 １−−−−−−−一真空槽 ２− ・・−ルツボ ３−・−−−−−一基板 ４°−・・・−ガス導入管 ｂ−・−・真空ポンプ 出願人 株式会社 小松製作所
Claims (2)
- （１）セラミック系超電導体において、一元あるいは多
元蒸着法により、酸素雰囲気中で成膜する超電導薄膜の
製造方法。 - （２）酸素を噴出するガス導入管を基板に近接して配置
した特許請求の範囲第１項記載の超電導薄膜の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62272591A JPH01115014A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 超電導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62272591A JPH01115014A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 超電導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01115014A true JPH01115014A (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=17516051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62272591A Pending JPH01115014A (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01115014A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5494938A (en) * | 1990-01-25 | 1996-02-27 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Oil-in-water emulsions |
| US5612044A (en) * | 1991-12-16 | 1997-03-18 | Elizabeth Arden Company, Division Of Conopco, Inc. | Self-tanner cosmetic compositions |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP62272591A patent/JPH01115014A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5494938A (en) * | 1990-01-25 | 1996-02-27 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Oil-in-water emulsions |
| US5612044A (en) * | 1991-12-16 | 1997-03-18 | Elizabeth Arden Company, Division Of Conopco, Inc. | Self-tanner cosmetic compositions |
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