JPH01148796A - 酸化物超電導体結晶の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体結晶の製造方法Info
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- JPH01148796A JPH01148796A JP62304633A JP30463387A JPH01148796A JP H01148796 A JPH01148796 A JP H01148796A JP 62304633 A JP62304633 A JP 62304633A JP 30463387 A JP30463387 A JP 30463387A JP H01148796 A JPH01148796 A JP H01148796A
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- Japan
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- oxide superconductor
- flux
- crystal
- superconductor crystal
- producing
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、多元系酸化物超電導体結晶の製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術）
最近、液体窒素温度程度の高温で超電導を示す高温超電
導体材料として、ペロブスカイト構造の多元系酸化物超
電導体が注目されている。これまでに報告されている酸
化物超電導体の代表的なものは、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ
や２ ３７−δ （Ｌａ、Ｂａ） ２Ｃｕ３Ｏ７−δ等である。これら
４−ｙ の酸化物超電導材料は、焼結法、蒸着法、スパッタ法等
により得られている。
導体材料として、ペロブスカイト構造の多元系酸化物超
電導体が注目されている。これまでに報告されている酸
化物超電導体の代表的なものは、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ
や２ ３７−δ （Ｌａ、Ｂａ） ２Ｃｕ３Ｏ７−δ等である。これら
４−ｙ の酸化物超電導材料は、焼結法、蒸着法、スパッタ法等
により得られている。
今後これらの酸化物超電導体を具体的な素子に応用する
に当たって、超電導転移温度を高く安定に保ち、また大
きい臨界電流を得、素子特性の均一性、信頼性を優れた
ものとするためには、ある程度大きい面積の単結晶基板
或いは単結晶層として実現することが強く望まれる。こ
の種の酸化物超電導体の製造には、誘電体酸化物単結晶
の場合と同様にチョクラルスキー法（ＣＺ法）を用いる
ことが考えられる。しかし、結晶材料融液を用いるＣＺ
法では非常に高い温度での結晶成長になり、酸化物超電
導体は相転移を生じるため、所望の超電導体を得ること
ができない。
に当たって、超電導転移温度を高く安定に保ち、また大
きい臨界電流を得、素子特性の均一性、信頼性を優れた
ものとするためには、ある程度大きい面積の単結晶基板
或いは単結晶層として実現することが強く望まれる。こ
の種の酸化物超電導体の製造には、誘電体酸化物単結晶
の場合と同様にチョクラルスキー法（ＣＺ法）を用いる
ことが考えられる。しかし、結晶材料融液を用いるＣＺ
法では非常に高い温度での結晶成長になり、酸化物超電
導体は相転移を生じるため、所望の超電導体を得ること
ができない。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のように、多元系酸化物超電導材料の素子応用に当
たっては、その単結晶化が望まれるが、これまでそのよ
うな酸化物単結晶を形成する有効な方法は提案されてい
ない。
たっては、その単結晶化が望まれるが、これまでそのよ
うな酸化物単結晶を形成する有効な方法は提案されてい
ない。
本発明は上記した点に鑑み、多元系酸化物超電導体の結
晶の製造方法を提供することを目的とする。
晶の製造方法を提供することを目的とする。
Ｃ発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の方法は、アルカリ金属弗化物を含む２元系酸化
物をフラックスとして用いた液）■成長法（キボラス法
）により多元系酸化物超電導体結晶を製造することを特
徴とする。
物をフラックスとして用いた液）■成長法（キボラス法
）により多元系酸化物超電導体結晶を製造することを特
徴とする。
具体的に本発明で用いるフラックスとしては、ＫＦ−Ｂ
ａＦ３系混合液混合液Ｆ−ＣａＦ２系混合液、ＫＦ−Ｎ
ａＦ系混合液、ＬｉＦ−ＫＦ系混合液等がある。
ａＦ３系混合液混合液Ｆ−ＣａＦ２系混合液、ＫＦ−Ｎ
ａＦ系混合液、ＬｉＦ−ＫＦ系混合液等がある。
（作用）
本発明によれば、アルカリ金属弗化物を含む２元系酸化
物をフラックスとする牛ポラス法を用いることにより、
低い温度で多元系酸化物超電導体結晶の成長が可能であ
り、超電導体の相転移が効果的に防止され、良好な多元
系酸化物超電導体結晶を得ることができる。
物をフラックスとする牛ポラス法を用いることにより、
低い温度で多元系酸化物超電導体結晶の成長が可能であ
り、超電導体の相転移が効果的に防止され、良好な多元
系酸化物超電導体結晶を得ることができる。
（実施例）
以下、本発明の詳細な説明する。実施例では、ＹＢａ
Ｃｕ Ｏ結晶の製造法を説明す２ ３７−δ る。
Ｃｕ Ｏ結晶の製造法を説明す２ ３７−δ る。
第１図は、その結晶の引上げ装置を示す。第１図におい
て１は、アルミナシールド材であり、この中に白金ヒー
タ２が配置され、その中心部に白金ルツボ３が支持台４
上に配置されている。支持台４は炉外部止つながる支持
棒５と一体化され、回転可能になっている。６は熱電対
である。ルツボ３内には、ＫＦ−ＢａＦ２混合液（ＫＦ
が７０モル％以下）からなるフラックスを形成し、これ
に、ＹＢａ Ｃｕ Ｏを得るに必要な材料を２ ３
７−δ 溶解した溶液７を形成する。
て１は、アルミナシールド材であり、この中に白金ヒー
タ２が配置され、その中心部に白金ルツボ３が支持台４
上に配置されている。支持台４は炉外部止つながる支持
棒５と一体化され、回転可能になっている。６は熱電対
である。ルツボ３内には、ＫＦ−ＢａＦ２混合液（ＫＦ
が７０モル％以下）からなるフラックスを形成し、これ
に、ＹＢａ Ｃｕ Ｏを得るに必要な材料を２ ３
７−δ 溶解した溶液７を形成する。
第２図は、Ｋ Ｆ −Ｂａ Ｆ２系の相図であり、この
系で適当なモル比を選ぶことにより、９００℃程度で液
相状態が得られる。従ってこの系をフラックスとして用
いることにより、比較的低温でＹ−Ｂａ −Ｃｕ −０
系結晶を引上げるための溶液を得ることが可能である。
系で適当なモル比を選ぶことにより、９００℃程度で液
相状態が得られる。従ってこの系をフラックスとして用
いることにより、比較的低温でＹ−Ｂａ −Ｃｕ −０
系結晶を引上げるための溶液を得ることが可能である。
このようにしてルツボ３内に所望の溶液７を形成し、こ
れを１２００〜１３００℃で約１０時間放置した後、溶
液温度を下げて約９００〜１０００℃に設定する。そし
てこの溶液７に引上げ軸８の先端に取付けられたＹＣｕ
Ｏ単結晶からなる種子結晶を浸し、十分にこの種子結
晶を馴染ませる。その後、０．１〜０．５℃／ｈという
小さい冷却速度で結晶９を引上げる。この引上げに際し
、溶液７の表面にはガス導入パイプ１２を介して酸素ガ
スを１００ｍノ／ｎ＋ｉｎ程度供給する。
れを１２００〜１３００℃で約１０時間放置した後、溶
液温度を下げて約９００〜１０００℃に設定する。そし
てこの溶液７に引上げ軸８の先端に取付けられたＹＣｕ
Ｏ単結晶からなる種子結晶を浸し、十分にこの種子結
晶を馴染ませる。その後、０．１〜０．５℃／ｈという
小さい冷却速度で結晶９を引上げる。この引上げに際し
、溶液７の表面にはガス導入パイプ１２を介して酸素ガ
スを１００ｍノ／ｎ＋ｉｎ程度供給する。
１０は内部観察用光入射窓であり、１１は内部観察窓で
ある。
ある。
こうしてこの実施例によれば、キポラス法によって比較
的低温で、従って相転移を生じることなく、良質のＹＢ
ａ Ｃｕ Ｏ結晶を引上げる２ ３７−δ ことができる。この場合、結晶引上げに際して酸素ガス
を供給することにより、溶液中および成長結晶中の酸素
欠陥の発生を防止することができる。
的低温で、従って相転移を生じることなく、良質のＹＢ
ａ Ｃｕ Ｏ結晶を引上げる２ ３７−δ ことができる。この場合、結晶引上げに際して酸素ガス
を供給することにより、溶液中および成長結晶中の酸素
欠陥の発生を防止することができる。
ＫＦ−ＢａＦ２に更にＢａＯを加えた混合液をフラック
スとして用いても、同様の結晶成長が可能である。
スとして用いても、同様の結晶成長が可能である。
次に、フラックスとして、ＮａＦ−ＣａＦ２混合液を用
いた場合を説明する。第３図は、ＮａＦＣａＦ２系の相
図であり、この系で適当なモル比を選ぶことにより、や
はり９００℃程度で液相状態が得られる。このＮａＦＣ
ａＦ２混合液（Ｎａ Ｆが４０〜８０モル％）をフラッ
クスとして用いて先の実施例と同様に必要な原料を溶解
した溶液を形成し、１２００〜１３００℃で約１０時間
放置した後、溶液温度を下げて９００〜１０００℃に設
定する。この後先の実施例と同様にして、ＹＢａ Ｃ
ｕ Ｏ結晶を引上げる。
いた場合を説明する。第３図は、ＮａＦＣａＦ２系の相
図であり、この系で適当なモル比を選ぶことにより、や
はり９００℃程度で液相状態が得られる。このＮａＦＣ
ａＦ２混合液（Ｎａ Ｆが４０〜８０モル％）をフラッ
クスとして用いて先の実施例と同様に必要な原料を溶解
した溶液を形成し、１２００〜１３００℃で約１０時間
放置した後、溶液温度を下げて９００〜１０００℃に設
定する。この後先の実施例と同様にして、ＹＢａ Ｃ
ｕ Ｏ結晶を引上げる。
２ ３７−δ
この実施例によっても先の実施例と同様、良質のＹＢａ
Ｃｕ Ｏ結晶を得ることができる。
Ｃｕ Ｏ結晶を得ることができる。
２ ３７−δ
次に、フラックスとして、ＫＦ−ＮａＦ混合液を用いた
場合を説明する。第４図は、ＫＦ−ＮａＦ系の相図であ
り、この系で適当なモル比を選ぶことにより、やはり９
００℃程度で液相状態が得られる。二〇ＫＦ−ＮａＦ混
合液（Ｎａ Ｆが７０モル％以下）をフラックスとして
用いて先の実施例と同様に必要な原料を溶解した溶液を
形成し、１２００〜１３００℃で約１０時間放置した後
、溶液温度を下げて９００〜１０００℃に設定する。こ
の後先の実施例と同様にして、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結
晶を引上げる。
場合を説明する。第４図は、ＫＦ−ＮａＦ系の相図であ
り、この系で適当なモル比を選ぶことにより、やはり９
００℃程度で液相状態が得られる。二〇ＫＦ−ＮａＦ混
合液（Ｎａ Ｆが７０モル％以下）をフラックスとして
用いて先の実施例と同様に必要な原料を溶解した溶液を
形成し、１２００〜１３００℃で約１０時間放置した後
、溶液温度を下げて９００〜１０００℃に設定する。こ
の後先の実施例と同様にして、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結
晶を引上げる。
２ ３７−δ
この実施例によっても先の実施例と同様、良質のＹＢａ
Ｃｕ Ｏ結晶を得ることができる。
Ｃｕ Ｏ結晶を得ることができる。
次に、フラックスとして、Ｌｉ Ｆ−ＫＦ混合液を用い
た場合を説明する。第５図は、Ｌｉ Ｆ−ＫＦ系の相図
であり、この系で適当なモル比を選ぶことにより、やは
り９００℃程度で液相状態が得られる。このＬｉ Ｆ−
ＫＦ混合液をフラックスとして用いて先の実施例と同様
に必要な原料を溶解した溶液を形成し、１２００〜１３
００℃で約１０時間放置した後、溶液温度を下げて９０
０〜１０００℃に設定する。この後先の実施例と同様に
して、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結晶を引上げる。
た場合を説明する。第５図は、Ｌｉ Ｆ−ＫＦ系の相図
であり、この系で適当なモル比を選ぶことにより、やは
り９００℃程度で液相状態が得られる。このＬｉ Ｆ−
ＫＦ混合液をフラックスとして用いて先の実施例と同様
に必要な原料を溶解した溶液を形成し、１２００〜１３
００℃で約１０時間放置した後、溶液温度を下げて９０
０〜１０００℃に設定する。この後先の実施例と同様に
して、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結晶を引上げる。
２ ３７−δ
この実施例によっても先の実施例と同様、良質のＹＢａ
Ｃｕ Ｏ結晶を得る４とができる。
Ｃｕ Ｏ結晶を得る４とができる。
２ ３ ７−δ
以上の実施例では、ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結晶２ ３７
−δ を引上げる場合を説明したが、Ｙの代わりにＹｂ。
−δ を引上げる場合を説明したが、Ｙの代わりにＹｂ。
Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｔａ、Ｌｕなど他の希土類
元素が入った酸化物超電導体結晶の場合にも本発明は有
効であり、また、Ｓｃ −Ｂａ −Ｃｕ −０系、Ｓｒ
−Ｌａ −Ｃｕ−０系、更にＳ「をＢａ。
元素が入った酸化物超電導体結晶の場合にも本発明は有
効であり、また、Ｓｃ −Ｂａ −Ｃｕ −０系、Ｓｒ
−Ｌａ −Ｃｕ−０系、更にＳ「をＢａ。
Ｃａなどで置換した系等、他のペロブスカイト構造を有
する多元系酸化物超電導体結晶を成長させる場合にも本
発明は有効である。また実施例では結晶引上げを説明し
たが、本発明は多元系酸化物超電導体のエピタキシャル
成長にも有効である。
する多元系酸化物超電導体結晶を成長させる場合にも本
発明は有効である。また実施例では結晶引上げを説明し
たが、本発明は多元系酸化物超電導体のエピタキシャル
成長にも有効である。
その池水発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができる。
て実施することができる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、アルカリ金属弗化物
を含む２元系酸化物をフラックスとするキポラス法によ
り、多元系酸化物超電導体の良質の結晶を得ることがで
きる。
を含む２元系酸化物をフラックスとするキポラス法によ
り、多元系酸化物超電導体の良質の結晶を得ることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系結晶
の引上げ装置を示す図、第２図は、ＫＦ−Ｂａ Ｆ２系
の相図、第３図は、Ｎａ −ｃａ Ｆ２系の相図、第４
図は、ＫＦ−ＮａＦ系の相図、第５図は、ＬＩ Ｆ−Ｋ
Ｆ系の相図である。 １・・・アルミナシールド材、２・・・白金ヒータ、３
・・・白金ルツボ、４・・・支持台、５・・・支持棒、
６・・・熱電対、７・・・フラックスを含む溶液、８・
・・引上げ軸、９・・・ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結晶、１
０・・・内部観察２ ３７−δ 用光照射窓、１１・・・内部観察窓、１２・・・ガス導
入バイブ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 ＮａＦ−ＣａＦ２ 第３図 第４図
の引上げ装置を示す図、第２図は、ＫＦ−Ｂａ Ｆ２系
の相図、第３図は、Ｎａ −ｃａ Ｆ２系の相図、第４
図は、ＫＦ−ＮａＦ系の相図、第５図は、ＬＩ Ｆ−Ｋ
Ｆ系の相図である。 １・・・アルミナシールド材、２・・・白金ヒータ、３
・・・白金ルツボ、４・・・支持台、５・・・支持棒、
６・・・熱電対、７・・・フラックスを含む溶液、８・
・・引上げ軸、９・・・ＹＢａ Ｃｕ Ｏ結晶、１
０・・・内部観察２ ３７−δ 用光照射窓、１１・・・内部観察窓、１２・・・ガス導
入バイブ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 ＮａＦ−ＣａＦ２ 第３図 第４図
Claims (6)
- （１）アルカリ金属弗化物を含む２元系酸化物をフラッ
クスとして用いた液相成長法により多元系酸化物超電導
体結晶を成長させることを特徴とする酸化物超電導体結
晶の製造方法。 - （２）前記多元系酸化物超電導体は、 ＡＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７＿−＿δ（Ａは、Ｙ、Ｙｂ、
Ｈｏ、Ｄｙ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕから選ばれた一種
〕である特許請求の範囲第１項記載の酸化物超電導体結
晶の製造方法。 - （３）前記フラックスは、ＫＦ−ＢａＦ＿２系混合液で
ある特許請求の範囲第１項記載の酸化物超電導体結晶の
製造方法。 - （４）前記フラックスは、ＮａＦ−ＣａＦ＿２系混合液
である特許請求の範囲第１項記載の酸化物超電導体結晶
の製造方法。 - （５）前記フラックスは、ＫＦ−ＮａＦ系混合液である
特許請求の範囲第１項記載の酸化物超電導体結晶の製造
方法。 - （６）前記フラックスは、ＬｉＦ−ＫＦ系混合液である
特許請求の範囲第１項記載の酸化物超電導体結晶の製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304633A JP2672533B2 (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 酸化物超電導体結晶の製造方法 |
| US07/205,177 US5162297A (en) | 1987-06-11 | 1988-06-10 | Liquid phase epitaxial growth of high temperature superconducting oxide wafer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62304633A JP2672533B2 (ja) | 1987-12-03 | 1987-12-03 | 酸化物超電導体結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148796A true JPH01148796A (ja) | 1989-06-12 |
| JP2672533B2 JP2672533B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=17935385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62304633A Expired - Fee Related JP2672533B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-12-03 | 酸化物超電導体結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672533B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043319A (en) * | 1988-08-03 | 1991-08-27 | General Electric Company | Synthesis of lanthanum-alkaline earth-copper-oxygen superconductive material |
| US5602081A (en) * | 1993-05-10 | 1997-02-11 | International Superconductivity Technology Center | Method of preparing metal oxide crystal |
| US5962374A (en) * | 1997-02-21 | 1999-10-05 | International Superconductivity Technology Center | Preparation of oxide crystals |
-
1987
- 1987-12-03 JP JP62304633A patent/JP2672533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS=1987 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043319A (en) * | 1988-08-03 | 1991-08-27 | General Electric Company | Synthesis of lanthanum-alkaline earth-copper-oxygen superconductive material |
| US5602081A (en) * | 1993-05-10 | 1997-02-11 | International Superconductivity Technology Center | Method of preparing metal oxide crystal |
| US5962374A (en) * | 1997-02-21 | 1999-10-05 | International Superconductivity Technology Center | Preparation of oxide crystals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2672533B2 (ja) | 1997-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |