JPH01219016A - 酸化物を分散させた超電導セラミツク薄膜の製造法 - Google Patents
酸化物を分散させた超電導セラミツク薄膜の製造法Info
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- JPH01219016A JPH01219016A JP4331788A JP4331788A JPH01219016A JP H01219016 A JPH01219016 A JP H01219016A JP 4331788 A JP4331788 A JP 4331788A JP 4331788 A JP4331788 A JP 4331788A JP H01219016 A JPH01219016 A JP H01219016A
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- Japan
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- thin film
- film
- oxide
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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、銅、イツトリウム、銅よりなる超電導セラミ
ックの薄膜製造法、特に酸化物を分散させた該超電導セ
ラミックの薄膜製造法に関する。
ックの薄膜製造法、特に酸化物を分散させた該超電導セ
ラミックの薄膜製造法に関する。
（従来の技術）
酸化物系セラミック超電導体ＢａｚＹＣＬ＋３０７−ｙ
は、液体窒素を冷却源として使用できる高温超電導酸化
物セラミックとして、電力システム、新エネルギー開発
、強磁界応用分野、センサー、エレクトロニクス等への
応用が考えられている。これらの分野における応用を実
用化するためには、超電導体ＢａｚＹＣｕ１０７−ｙを
任意の形状に加工製造する技術、たとえば、線材、テー
プ、薄膜などへの製造技術が必要であり、また、この超
電導体は、室温以上の温度で基体上に合成され、液体窒
素温度付近もしくはそれ以下の低温で使われることから
、超電導体を基体にコーティングして使用するとき、そ
の温度差により超電導薄膜にマイクロクランクが発生す
ることがあるので超電導体と同じか、近い熱膨張系数を
有する基体を使用する必要がある。
は、液体窒素を冷却源として使用できる高温超電導酸化
物セラミックとして、電力システム、新エネルギー開発
、強磁界応用分野、センサー、エレクトロニクス等への
応用が考えられている。これらの分野における応用を実
用化するためには、超電導体ＢａｚＹＣｕ１０７−ｙを
任意の形状に加工製造する技術、たとえば、線材、テー
プ、薄膜などへの製造技術が必要であり、また、この超
電導体は、室温以上の温度で基体上に合成され、液体窒
素温度付近もしくはそれ以下の低温で使われることから
、超電導体を基体にコーティングして使用するとき、そ
の温度差により超電導薄膜にマイクロクランクが発生す
ることがあるので超電導体と同じか、近い熱膨張系数を
有する基体を使用する必要がある。
このため使用出来る基体の種類に制約をうけ、任意の基
体を利用できないという問題点を含んでいた。
体を利用できないという問題点を含んでいた。
（本発明が解決しようとする課題）
前記したように基体に超電導体をコーティングして使用
する場合薄膜にマイクロクランクが発生し超電導特性が
劣下という問題があった。本発明は任意の基体上に形成
された膜にマイクロクラックが発生することのないよう
に基体上に形成される酸化物系セラミック超電導体薄膜
にバリウム、イツトリウム、銅の酸化物あるいはそれら
の複合酸化物を共存させることによって熱膨張係数を変
化させ、あるいは発生する歪みを緩和させえる超電導セ
ラミック薄膜の製造法を提供することを目的としている
。
する場合薄膜にマイクロクランクが発生し超電導特性が
劣下という問題があった。本発明は任意の基体上に形成
された膜にマイクロクラックが発生することのないよう
に基体上に形成される酸化物系セラミック超電導体薄膜
にバリウム、イツトリウム、銅の酸化物あるいはそれら
の複合酸化物を共存させることによって熱膨張係数を変
化させ、あるいは発生する歪みを緩和させえる超電導セ
ラミック薄膜の製造法を提供することを目的としている
。
（課題を解決するための手段とその作用）本発明は、前
述した問題点を解決するために、バリウム・イツトリウ
ム及び銅を少くとも含む蒸発源の原料を用いた化学気相
析出法により基体上に超電導セラミックの薄膜を形成す
る手段を採用する。
述した問題点を解決するために、バリウム・イツトリウ
ム及び銅を少くとも含む蒸発源の原料を用いた化学気相
析出法により基体上に超電導セラミックの薄膜を形成す
る手段を採用する。
より具体的には、本発明の製造方法はアルカリ土類元素
、希土類元素および銅のβ−ジケトン錯体を原料とする
。これら３成分の錯体をそれらの蒸気圧が得られる温度
まで加熱し、アルゴンガスの如き不活性ガスをキャリア
ガスとして反応容器内に導入する。キャリアガスはＮ２
等でもよい。上記錯体とは別の経路で酸素ガスあるいは
酸素を含むガスを反応容器内に導入する。反応容器内に
膜を析出させるための基体を置き、さらにこの基体を加
熱する。基体の加熱は反応容器内に加熱器を置き基体を
加熱するか、或いは、反応容器の外部から加熱器により
加熱する。さらに高周波加熱等の方法を用いてもよい。
、希土類元素および銅のβ−ジケトン錯体を原料とする
。これら３成分の錯体をそれらの蒸気圧が得られる温度
まで加熱し、アルゴンガスの如き不活性ガスをキャリア
ガスとして反応容器内に導入する。キャリアガスはＮ２
等でもよい。上記錯体とは別の経路で酸素ガスあるいは
酸素を含むガスを反応容器内に導入する。反応容器内に
膜を析出させるための基体を置き、さらにこの基体を加
熱する。基体の加熱は反応容器内に加熱器を置き基体を
加熱するか、或いは、反応容器の外部から加熱器により
加熱する。さらに高周波加熱等の方法を用いてもよい。
いずれかの方法により加熱した基体上に酸素ガス、ある
いは酸素を含むガス及び各組成元素を含むβ−ジケトン
錯体の蒸気を含んだ不活性ガスを導入する。基体の加熱
温度はβ−ジケトン錯体が十分に分解、重合する温度以
上であり、基体が変化しない温度である。好ましくは、
６００℃〜８００℃である。反応容器内の圧力は大気圧
もしくは減圧でもよいが、良質の膜を形成するためには
減圧が好ましい。膜厚は析出時間、ガス圧力、キュリア
ガス温度及び原料加熱温度などの諸条件により任意に制
御することができる。また超を導体の組成制御は原料加
熱温度、ガス圧力、キャリアガス温度及び析出温度によ
り制御し、たとえば、酸化物として酸化鋼を共存させる
時には、銅錯体の導入量を他の成分錯体の導入量より過
剰に使用し、過剰の酸化鋼がＢａ２ＹＣｕ３Ｏ７〜ｙの
超電導膜に均質に分散して存在するようにする。銅錯体
導入量の制御は、銅錯体の加熱温度、ガス圧力、析出温
度あるいはキャリアガス流量を制御することにより行は
れ、分散する酸化鋼の量を任意に調整できる。分散させ
る酸化鋼の割合は使用される基体の熱膨張系数により適
宜選択する。
いは酸素を含むガス及び各組成元素を含むβ−ジケトン
錯体の蒸気を含んだ不活性ガスを導入する。基体の加熱
温度はβ−ジケトン錯体が十分に分解、重合する温度以
上であり、基体が変化しない温度である。好ましくは、
６００℃〜８００℃である。反応容器内の圧力は大気圧
もしくは減圧でもよいが、良質の膜を形成するためには
減圧が好ましい。膜厚は析出時間、ガス圧力、キュリア
ガス温度及び原料加熱温度などの諸条件により任意に制
御することができる。また超を導体の組成制御は原料加
熱温度、ガス圧力、キャリアガス温度及び析出温度によ
り制御し、たとえば、酸化物として酸化鋼を共存させる
時には、銅錯体の導入量を他の成分錯体の導入量より過
剰に使用し、過剰の酸化鋼がＢａ２ＹＣｕ３Ｏ７〜ｙの
超電導膜に均質に分散して存在するようにする。銅錯体
導入量の制御は、銅錯体の加熱温度、ガス圧力、析出温
度あるいはキャリアガス流量を制御することにより行は
れ、分散する酸化鋼の量を任意に調整できる。分散させ
る酸化鋼の割合は使用される基体の熱膨張系数により適
宜選択する。
例えば基体として石英ガラスを使用する場合石英の熱膨
張系数は８Ｘ１０−？であり、超電導膜のそれは（１０
〜１５）ｘｌＯ−６であるため、石英上に形成された超
電導膜にクラックが生じて使用不能であるが、酸化鋼を
分散させることにより超電導膜の歪みを緩和させ、ある
いは膜の強度を高め石英基板上に超電導膜を形成させて
使用することができ、安価で大型の超電導膜の製造を可
能にしている。。
張系数は８Ｘ１０−？であり、超電導膜のそれは（１０
〜１５）ｘｌＯ−６であるため、石英上に形成された超
電導膜にクラックが生じて使用不能であるが、酸化鋼を
分散させることにより超電導膜の歪みを緩和させ、ある
いは膜の強度を高め石英基板上に超電導膜を形成させて
使用することができ、安価で大型の超電導膜の製造を可
能にしている。。
酸素量は酸素導入量の調整による酸素分圧制御によって
コントロールされ、さらに他の方法により製造される超
電導体と同様に空気中あるいは酸素中での熱処理により
制御することもできる。また超電導体を析出後の冷却中
に熱処理を行なってもよい。この操作によりより超電導
特性を向上させ、かつ膜の機械的特性を向上せしめえる
。
コントロールされ、さらに他の方法により製造される超
電導体と同様に空気中あるいは酸素中での熱処理により
制御することもできる。また超電導体を析出後の冷却中
に熱処理を行なってもよい。この操作によりより超電導
特性を向上させ、かつ膜の機械的特性を向上せしめえる
。
以下実施例をあげて本発明を具体的に説明する。
第１図は本発明における製造方法の１例である。
イツトリウム、バリウム、銅のβ−ジケトン錯体Ｙ（Ｃ
＋＋）Ｉ＋＊０ｚ）ｚ、 Ｂａ（ＣｔｔＨ＋＊０ｚ）ｚ
＋Ｃｕ（Ｃ＋＋Ｈ＋ｖＯｚ）ｚを各々１．２．３の原
料容器内に入れ、ヒーター４により容器１のイツトリウ
ムのβ−ジケトン錯体は１３０℃１容器２のバリウムの
β−ジケトン錯体は２５０℃１容器３の銅のβ−ジケト
ン錯体は１６０℃に加熱する。各原料容器部１，２．３
には不活性ガス導入口５からキャリアガスとしてアルコ
ンカスが容器１．２については３０ｍｆ／ｌｌ１ｉｎ。
＋＋）Ｉ＋＊０ｚ）ｚ、 Ｂａ（ＣｔｔＨ＋＊０ｚ）ｚ
＋Ｃｕ（Ｃ＋＋Ｈ＋ｖＯｚ）ｚを各々１．２．３の原
料容器内に入れ、ヒーター４により容器１のイツトリウ
ムのβ−ジケトン錯体は１３０℃１容器２のバリウムの
β−ジケトン錯体は２５０℃１容器３の銅のβ−ジケト
ン錯体は１６０℃に加熱する。各原料容器部１，２．３
には不活性ガス導入口５からキャリアガスとしてアルコ
ンカスが容器１．２については３０ｍｆ／ｌｌ１ｉｎ。
容器３については４０ｍｆｆ１／ｍｉｎで導入される。
又酸素ガスは導入口６から反応容器内へ１５０ｍｊ２７
ｍｉｎで導入される。各組成元素を含むガス及び酸素は
反応容器内７で混合される。混合ガスは混合部の近傍の
基体８上に導入される。基体８は石英ガラスであり、ヒ
ーター９により８００ ’Ｃに加熱される。反応容器内
は、真空ポンプ１０により減圧され、反応容器内の圧力
は２０トル（Ｔｏｒｒ）である。以上のような条件によ
り基板上に３時間析出させた膜の組成分析を行った。分
析は、分析電子顕微鏡により、同じ装置及び基体を用い
て、イ・ントリウムβ−ジケトン錯体１３０℃、バリウ
ムβ−ジケトン錯体２５０”Ｃ，銅β−ジケトン錯体１
５０℃に加熱しキャリアガス３０ｍｆ／１１ｉｎを導入
してえた膜を標準として行った。標準膜のバリウム、イ
ツトリウム、銅の組成比は２：１：３であったが、本実
施例におけるバリウム、イツトリウム、銅の組成比は２
：１：３．３で、過剰の銅の存在を示すとともに、電子
顕微鏡により観察された組織は実施例において酸化鋼が
膜中に分散していることを示した。さらにＸ線の回折の
パターンを第２図に示した。えられた生成物は急激な温
度変化の繰返しにもマイクロクラックを生ぜず安定であ
った。
ｍｉｎで導入される。各組成元素を含むガス及び酸素は
反応容器内７で混合される。混合ガスは混合部の近傍の
基体８上に導入される。基体８は石英ガラスであり、ヒ
ーター９により８００ ’Ｃに加熱される。反応容器内
は、真空ポンプ１０により減圧され、反応容器内の圧力
は２０トル（Ｔｏｒｒ）である。以上のような条件によ
り基板上に３時間析出させた膜の組成分析を行った。分
析は、分析電子顕微鏡により、同じ装置及び基体を用い
て、イ・ントリウムβ−ジケトン錯体１３０℃、バリウ
ムβ−ジケトン錯体２５０”Ｃ，銅β−ジケトン錯体１
５０℃に加熱しキャリアガス３０ｍｆ／１１ｉｎを導入
してえた膜を標準として行った。標準膜のバリウム、イ
ツトリウム、銅の組成比は２：１：３であったが、本実
施例におけるバリウム、イツトリウム、銅の組成比は２
：１：３．３で、過剰の銅の存在を示すとともに、電子
顕微鏡により観察された組織は実施例において酸化鋼が
膜中に分散していることを示した。さらにＸ線の回折の
パターンを第２図に示した。えられた生成物は急激な温
度変化の繰返しにもマイクロクラックを生ぜず安定であ
った。
（発明の効果）
酸化物を分散させた超電導Ｂａ、ＹＣｕ、０．−ｙ薄膜
を生成することにより膜の歪みの発生を緩和し、機械的
特性を向上せしめ、従来使用されなかった基体が使用可
能になるので、従来使用されていた基体に適用すると過
酷な条件下でも膜のマイクロ、ひびわれを生じない。
を生成することにより膜の歪みの発生を緩和し、機械的
特性を向上せしめ、従来使用されなかった基体が使用可
能になるので、従来使用されていた基体に適用すると過
酷な条件下でも膜のマイクロ、ひびわれを生じない。
第１図は本発明の製造方法に使用した装置の断面図、第
２図は本発明の膜のＸ線回折パターン図である。 １．２．３・・・・・・原料容器
２図は本発明の膜のＸ線回折パターン図である。 １．２．３・・・・・・原料容器
Claims (5)
- （１）バリウム、イットリウム及び銅を少くとも含む蒸
発源の原料を用いた化学気相析出法により超電導セラミ
ックの薄膜を形成する製造法において、１０００℃以下
の温度領域で、酸化物の共存した超電導セラミックの薄
膜を形成さすことを特徴とする酸化物を分散させた超電
導セラミック薄膜の製造法。 - （２）薄膜を構成する各組成元素の原料がβ−ジケトン
錯体である請求項（１）の薄膜製造法。 - （３）各組成元素の組成比を析出温度原料加熱温度、ガ
ス圧力及びキャリアガス流量で調整した請求項（１）の
薄膜製造法。 - （４）酸化物が酸化鋼である請求項（１）の製造法。
- （５）共存する酸化物がバリウム、イットリウム及び銅
の酸化物あるいはそれらの複合酸化物である請求項（１
）の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4331788A JPH01219016A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 酸化物を分散させた超電導セラミツク薄膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4331788A JPH01219016A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 酸化物を分散させた超電導セラミツク薄膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219016A true JPH01219016A (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=12660431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4331788A Pending JPH01219016A (ja) | 1988-02-27 | 1988-02-27 | 酸化物を分散させた超電導セラミツク薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219016A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286916A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 超伝導体薄膜の形成方法 |
| JPH01308804A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Mitsubishi Metal Corp | 膜状超電導体の製造方法 |
| JPH01308802A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Mitsubishi Metal Corp | 膜状超電導体の製造方法及びその装置 |
| JPH01308805A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Mitsubishi Metal Corp | 膜状超電導体の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-27 JP JP4331788A patent/JPH01219016A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286916A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 超伝導体薄膜の形成方法 |
| JPH01308804A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Mitsubishi Metal Corp | 膜状超電導体の製造方法 |
| JPH01308802A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Mitsubishi Metal Corp | 膜状超電導体の製造方法及びその装置 |
| JPH01308805A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-13 | Mitsubishi Metal Corp | 膜状超電導体の製造方法 |
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