JPH01212218A - 超電導酸化物薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導酸化物薄膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH01212218A JPH01212218A JP63037939A JP3793988A JPH01212218A JP H01212218 A JPH01212218 A JP H01212218A JP 63037939 A JP63037939 A JP 63037939A JP 3793988 A JP3793988 A JP 3793988A JP H01212218 A JPH01212218 A JP H01212218A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- source
- bis
- substrate
- heated
- hexafluoroacetylacetonate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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）
この発明は、化学気相蒸着法を用いて酸化物超電導薄膜
を製造する方法に関し、例えば、酸化物超電導材を金属
などのテープ上に成膜し線材として用いたり、コイル化
し高磁場磁石や送電線に利用したり、或いはエレクトロ
ニクス用配線材料やジッセフソン素子によるセンサーと
して用いるための超電導薄膜の製造方法に関する。
を製造する方法に関し、例えば、酸化物超電導材を金属
などのテープ上に成膜し線材として用いたり、コイル化
し高磁場磁石や送電線に利用したり、或いはエレクトロ
ニクス用配線材料やジッセフソン素子によるセンサーと
して用いるための超電導薄膜の製造方法に関する。
（従来の技術）
ペロプスカイト構造の酸化物Ｙ１ＢａｔＣｕ２０ｆｆ−
Ｊは液体窒素温度以上でも超電導状態を示すことが知ら
れている。しかし、このいわゆる超電導セラミックスは
現在のところ工業用材料として１よ確立されておらず未
だ研究段階である。これらの研究のうち粉末を焼結させ
たバルクセラミックスの研究が主流であり、また、酸化
物粉末を材料とする線材の製造方法（例えば、金属管に
上記酸化物の粉末を封入しで線引きする方法）について
も若干の報告がある。しかし、焼結法では緻密な焼結体
が得られないことや、セラミックスであるため加工が難
しいので、例えば線材化しても電流密度が高くできない
など、実用化には多くの課題が残されている。
Ｊは液体窒素温度以上でも超電導状態を示すことが知ら
れている。しかし、このいわゆる超電導セラミックスは
現在のところ工業用材料として１よ確立されておらず未
だ研究段階である。これらの研究のうち粉末を焼結させ
たバルクセラミックスの研究が主流であり、また、酸化
物粉末を材料とする線材の製造方法（例えば、金属管に
上記酸化物の粉末を封入しで線引きする方法）について
も若干の報告がある。しかし、焼結法では緻密な焼結体
が得られないことや、セラミックスであるため加工が難
しいので、例えば線材化しても電流密度が高くできない
など、実用化には多くの課題が残されている。
一方、酸化物超電導の薄膜では、緻密なものが得られ電
流密度が高いものが出来ることが知られており、前記の
ような各方面への実用化が期待されている。しかし、薄
膜の製作法としてこれまで成功したのは、わずかにスパ
ッタリング法が報告されているのみである（例えばＪａ
ｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ、２６．Ｎｏ、７ Ｌ１２４８
）、 Ｌ／かしスパッタリング法は高真空装置が必要で
あり、しかも薄着速度が小さいなど実用化には問題が多
い。
流密度が高いものが出来ることが知られており、前記の
ような各方面への実用化が期待されている。しかし、薄
膜の製作法としてこれまで成功したのは、わずかにスパ
ッタリング法が報告されているのみである（例えばＪａ
ｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ、２６．Ｎｏ、７ Ｌ１２４８
）、 Ｌ／かしスパッタリング法は高真空装置が必要で
あり、しかも薄着速度が小さいなど実用化には問題が多
い。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、ＹｌＢａｇＣｕｓＯｙ−Ｊの薄膜を、
スパッタリング法に較べて簡単な装置を使用できる化学
気相蒸着法（ＣＶＤ法）で製造する方法を提供すること
にある。
スパッタリング法に較べて簡単な装置を使用できる化学
気相蒸着法（ＣＶＤ法）で製造する方法を提供すること
にある。
（課題を解決するための手段）
ＣＶＤ法は作製したい膜の成分を含むガスを高温に加熱
した基板上に流すことにより、基板表面でガスが熱分解
し、被膜が生成するものである。しかし、これまでＹｌ
ＢａｌＣｕｓＯｖ−Ｊを作るために必要なＹ、Ｂａ、Ｃ
ｕを含み、しかも蒸気圧の高い物質が知られていないた
め、ＣＶＤ法によるＹＪａｚＣｕｓＯｙＪ薄膜の製造に
ついては報告がない。
した基板上に流すことにより、基板表面でガスが熱分解
し、被膜が生成するものである。しかし、これまでＹｌ
ＢａｌＣｕｓＯｖ−Ｊを作るために必要なＹ、Ｂａ、Ｃ
ｕを含み、しかも蒸気圧の高い物質が知られていないた
め、ＣＶＤ法によるＹＪａｚＣｕｓＯｙＪ薄膜の製造に
ついては報告がない。
本発明者は、ＣＶＤ法によるＹ＋ＢａｔＣｕ３０．−ｆ
薄膜の製造を試み、Ｖ源、Ｂａ源およびＣｕ源として適
当な化合物を探究した結果それぞれ下記の化合物が適当
であることを見出した。
薄膜の製造を試み、Ｖ源、Ｂａ源およびＣｕ源として適
当な化合物を探究した結果それぞれ下記の化合物が適当
であることを見出した。
Ｙの原料として、
トリス（ジピバロイルメタナート）イツトリウム、１１
ａの原料として、 ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）バリウム Ｃｕの原料として、 ビス（ジピバロイルメタナート）銅、またはビス（ヘキ
サフルオロアセチルアセトナート）ｗ４これらの化合物
を用い、窒素またはＡｒガスをキャリヤーガスとし、酸
素を反応させればＹ＋Ｂａ＋Ｃｕの酸化物が生成するこ
とが分かった。従ってキャリヤーガス流量などをコント
ロールしてＹ＋ＢａｔＣｕ３０、−為の組成になるよう
にすれば目的とする超電導性の薄膜が製造できる。
ａの原料として、 ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）バリウム Ｃｕの原料として、 ビス（ジピバロイルメタナート）銅、またはビス（ヘキ
サフルオロアセチルアセトナート）ｗ４これらの化合物
を用い、窒素またはＡｒガスをキャリヤーガスとし、酸
素を反応させればＹ＋Ｂａ＋Ｃｕの酸化物が生成するこ
とが分かった。従ってキャリヤーガス流量などをコント
ロールしてＹ＋ＢａｔＣｕ３０、−為の組成になるよう
にすれば目的とする超電導性の薄膜が製造できる。
（作用）
ＣＶＤ法は基板を加熱し、この上にガスを流すだけで膜
が生成するため、真空や特別の電源などが不要であり、
スパッタリング法に比べて安価に生膜ができる。
が生成するため、真空や特別の電源などが不要であり、
スパッタリング法に比べて安価に生膜ができる。
上記の原料ガスを選んだ理由は、これらのガスが１００
〜１３０℃において数ｍｌＨｇの蒸気圧があるため、原
料ガスを１００℃前後に加熱することにより、容易に加
熱基板上に導くことができるためである。
〜１３０℃において数ｍｌＨｇの蒸気圧があるため、原
料ガスを１００℃前後に加熱することにより、容易に加
熱基板上に導くことができるためである。
ＣＶＤ法では、通常塩化物がよく使用されるが、Ｃｕ、
Ｙｓ Ｂａの塩化物は数１００℃に加熱しなければ蒸発
しない。
Ｙｓ Ｂａの塩化物は数１００℃に加熱しなければ蒸発
しない。
上記の原料を使用する本発明の薄膜製造方法の基本的な
条件を述べれば次のとおりである。
条件を述べれば次のとおりである。
基板としては、例えば、チタン酸ストロンチウムの仮が
使用できる。この場合、基板の加熱温度は４００〜８０
０℃が適当である。
使用できる。この場合、基板の加熱温度は４００〜８０
０℃が適当である。
ＣＶＤの条件としては、まず、原料ガスの加熱温度は、
トリス（ジピバロイルメタナート）イツトリウムで１２
０〜１４０℃、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナ
ート）バリウムで５０〜７０℃、ビス（ジピバロイルメ
タナート）銅で７０〜９０℃、またビス（ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナート）ｗ４で６０〜８０℃、がそれ
ぞれ適当である。
トリス（ジピバロイルメタナート）イツトリウムで１２
０〜１４０℃、ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナ
ート）バリウムで５０〜７０℃、ビス（ジピバロイルメ
タナート）銅で７０〜９０℃、またビス（ヘキサフルオ
ロアセチルアセトナート）ｗ４で６０〜８０℃、がそれ
ぞれ適当である。
キャリヤーガスには、窒素、アルゴン等の不活性ガスを
使用し、その流量は各原料毎に、１００〜５００ｓ ｊ
！ ７分とする。酸素は５０〜３００ｍ ｊ！ ／分程
度がよい。
使用し、その流量は各原料毎に、１００〜５００ｓ ｊ
！ ７分とする。酸素は５０〜３００ｍ ｊ！ ／分程
度がよい。
（実施例１）
図示のＣＶＤ装置によって、チタン酸ストロンチウム基
板の上にＹｌＢａｌＣｕｓＯｔ−ＪのＥｉｌｌｌｌを生
成させた。
板の上にＹｌＢａｌＣｕｓＯｔ−ＪのＥｉｌｌｌｌを生
成させた。
実施条件は第１表のとおりである。
図に示すように、反応管８の中に基板６を置き、加熱装
置７でこれを加熱した。一方、原料加熱炉３．４．５か
らそれぞれ所定の温度に加熱されたトリス（ジピバロイ
ルメタナート）イツトリウム（Ｙ （ＤＰＭ） ３）と
ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）バリウム
（Ｂａ （ＩＦ＾）８）と、ビス（ジピバロイルメタナ
ート）銅（Ｃｕ （ＤＰＭ） ｘ）を、窒素ガスボンベ
２から送られるキャリアーガスとともに反応管８に供給
した。酸素は酸素ボンベｌから送られて、原料ガスおよ
びキャリヤーガスと混合される。
置７でこれを加熱した。一方、原料加熱炉３．４．５か
らそれぞれ所定の温度に加熱されたトリス（ジピバロイ
ルメタナート）イツトリウム（Ｙ （ＤＰＭ） ３）と
ビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナート）バリウム
（Ｂａ （ＩＦ＾）８）と、ビス（ジピバロイルメタナ
ート）銅（Ｃｕ （ＤＰＭ） ｘ）を、窒素ガスボンベ
２から送られるキャリアーガスとともに反応管８に供給
した。酸素は酸素ボンベｌから送られて、原料ガスおよ
びキャリヤーガスと混合される。
第 １ 表
このようにして、３０分の反応の結果、３μｍ厚のＹ＋
Ｂａ１Ｃｕ３０．−Ｊ組成の緻密な膜が生成した。この
膜に０□雰囲気中で８８０°Ｃ×３０分の熱処理を施し
、室温まで１２時間で冷却した後、Ｘ線回折で調べたと
ころ、Ｙ＋ＢａｚＣｕｓＯｔｊの斜方晶ペロブスカイト
型の結晶が生成していることが確認された。
Ｂａ１Ｃｕ３０．−Ｊ組成の緻密な膜が生成した。この
膜に０□雰囲気中で８８０°Ｃ×３０分の熱処理を施し
、室温まで１２時間で冷却した後、Ｘ線回折で調べたと
ころ、Ｙ＋ＢａｚＣｕｓＯｔｊの斜方晶ペロブスカイト
型の結晶が生成していることが確認された。
更に、四端子法で電気抵抗を測定した結果、７７Ｋ（液
体窒素温度）で０Ωになることがわかっｋ。
体窒素温度）で０Ωになることがわかっｋ。
なお、Ｃｕ源としてビス（ジピバロイルメタナ−） ）
ｗ４（Ｃｕ（ＤＰＭ）いを使用した場合も、ビス（ヘ
キサフルオロアセチルアセトナート） ！Ｆｉ（Ｃｕ（
ＨＦ＾）冨）を用いた場合も同じ結果が得られた。
ｗ４（Ｃｕ（ＤＰＭ）いを使用した場合も、ビス（ヘ
キサフルオロアセチルアセトナート） ！Ｆｉ（Ｃｕ（
ＨＦ＾）冨）を用いた場合も同じ結果が得られた。
（発明の効果）
本発明の方法によれば、ＣＶＤ法を用いて比較的簡単な
装置でＹＩＢａｌＣｕユ０．−５系の超電導セラミック
スの薄膜ができる。基板に金属（例えば、銀）のテープ
を使用し、その上に本発明方法によってＹ、ＢａｇＣｕ
ｓＯｔ−Ｊの薄膜を形成させた後、これを適当に加工す
れば、超電導線材を製造することができる。また、上記
のようにして基板上にＹｌＢａｚＣｕｓＯｔＪの薄膜を
形成して、各種のセンサー素子も製造できる。
装置でＹＩＢａｌＣｕユ０．−５系の超電導セラミック
スの薄膜ができる。基板に金属（例えば、銀）のテープ
を使用し、その上に本発明方法によってＹ、ＢａｇＣｕ
ｓＯｔ−Ｊの薄膜を形成させた後、これを適当に加工す
れば、超電導線材を製造することができる。また、上記
のようにして基板上にＹｌＢａｚＣｕｓＯｔＪの薄膜を
形成して、各種のセンサー素子も製造できる。
図は本発明の方法を実施するＣＶＤ装置の概要を示すも
のである。
のである。
Claims (1)
- Ｙ源としてトリス（ジピバロイルメタナート）イット
リウム、Ｂａ源としてビス（ヘキサフルオロアセチルア
セトナート）バリウム、Ｃｕ源としてビス（ジピバロイ
ルメタナート）銅またはビス（ヘキサフルオロアセチル
アセトナート）銅を用い、化学気相蒸着法で酸化物を基
板に蒸着させることを特徴とするＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系
超電導薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037939A JPH01212218A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導酸化物薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63037939A JPH01212218A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導酸化物薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212218A true JPH01212218A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12511525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63037939A Pending JPH01212218A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 超電導酸化物薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01212218A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193405A (ja) * | 1987-06-16 | 1989-04-12 | Kawasaki Steel Corp | 酸化物超伝導体薄膜形成用原料混合物および酸化物超伝導体薄膜の形成方法 |
| JPH03243779A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | Fuyuutec Fuaanesu:Kk | 酸化物超電導薄膜製造装置 |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP63037939A patent/JPH01212218A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0193405A (ja) * | 1987-06-16 | 1989-04-12 | Kawasaki Steel Corp | 酸化物超伝導体薄膜形成用原料混合物および酸化物超伝導体薄膜の形成方法 |
| JPH03243779A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | Fuyuutec Fuaanesu:Kk | 酸化物超電導薄膜製造装置 |
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