JPH01286984A - 超伝導セラミックスの劣化防止方法 - Google Patents
超伝導セラミックスの劣化防止方法Info
- Publication number
- JPH01286984A JPH01286984A JP11316188A JP11316188A JPH01286984A JP H01286984 A JPH01286984 A JP H01286984A JP 11316188 A JP11316188 A JP 11316188A JP 11316188 A JP11316188 A JP 11316188A JP H01286984 A JPH01286984 A JP H01286984A
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- superconducting ceramics
- ceramics
- superconducting
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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】
〔概要〕
超伝導セラミックスに関し、
該超伝導セラミックスの特性の保存を目的とし、超伝導
セラミックスを耐熱性絶縁基板上に形成した後、該超伝
導セラミックスに対して酸素プラズマによる酸化を行い
、引き続いてパッシベーション膜を被覆することにより
超伝導セラミックスの劣化防止方法を構成する。
セラミックスを耐熱性絶縁基板上に形成した後、該超伝
導セラミックスに対して酸素プラズマによる酸化を行い
、引き続いてパッシベーション膜を被覆することにより
超伝導セラミックスの劣化防止方法を構成する。
本発明は超伝導セラミックスの劣化防止方法に関する。
アルミニウム（八β）、チタン（Ｔｉ）、バナジン（Ｖ
）など２２の元素およびチタン酸リチウム（ＬｉＴ１２
０４）ｌ炭化モリブデン（ＭｏＣ） 、ゲルマニウム化
ニオブ（Ｎｂ＋Ｇｅ）などの無機化合物が超伝導現象を
示すことは知られていたが、超伝導転移温度（Ｔｃ）は
金属元素については高（てもＩＯＫに止まり、また無機
化合物についてもＮｂ、Ｇｅの２３．５Ｋが最高であっ
て１５に以上の材料は数えるほどしか存在していなかっ
た。
）など２２の元素およびチタン酸リチウム（ＬｉＴ１２
０４）ｌ炭化モリブデン（ＭｏＣ） 、ゲルマニウム化
ニオブ（Ｎｂ＋Ｇｅ）などの無機化合物が超伝導現象を
示すことは知られていたが、超伝導転移温度（Ｔｃ）は
金属元素については高（てもＩＯＫに止まり、また無機
化合物についてもＮｂ、Ｇｅの２３．５Ｋが最高であっ
て１５に以上の材料は数えるほどしか存在していなかっ
た。
然し、１９８６年４月に１８Ｍチューリッヒ研究所のＢ
ｅｄｎｏｒｚとＭｕｌｌｅｒによってランタン−バリウ
ム−銅−酸素（Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−０）系の酸化物セラ
ミックスについて高温超伝導現象が発見されて以来、各
所で研究が進められ、インドリウム−バリウム−銅−酸
素（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０）系およびＹを含む希土類元素
−Ｂａ−Ｃｕ−０系についてＴｃが約９０Ｋを示す超伝
導セラミックスが発見されるに到った。
ｅｄｎｏｒｚとＭｕｌｌｅｒによってランタン−バリウ
ム−銅−酸素（Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−０）系の酸化物セラ
ミックスについて高温超伝導現象が発見されて以来、各
所で研究が進められ、インドリウム−バリウム−銅−酸
素（Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０）系およびＹを含む希土類元素
−Ｂａ−Ｃｕ−０系についてＴｃが約９０Ｋを示す超伝
導セラミックスが発見されるに到った。
その後、Ｂａをストロンチウム（Ｓｒ）やカルシウム（
Ｃａ）に置換したり、ＬａやＹをビスマス（Ｂｉ）やタ
リウム（Ｔ ｆ ）に置換したＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系（’ｒｅ＝１０５Ｋ）やＴ ｌｔ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−０系（Ｔｃ ＝１１８ Ｋ）などが発表されてい
る。
Ｃａ）に置換したり、ＬａやＹをビスマス（Ｂｉ）やタ
リウム（Ｔ ｆ ）に置換したＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系（’ｒｅ＝１０５Ｋ）やＴ ｌｔ−Ｂａ−Ｃａ−
Ｃｕ−０系（Ｔｃ ＝１１８ Ｋ）などが発表されてい
る。
本発明はこれら超伝導セラミックス特にＹを含む希土類
元素−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスについての劣化防
止法に関するものである。
元素−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスについての劣化防
止法に関するものである。
先に記したように超伝導セラミックスについての研究が
進み、Ｔｃの高いセラミックスが開発されているが、基
本組成は Ｙを含む希土類元素−Ｂａ−Ｃｕ−０ の組成である。
進み、Ｔｃの高いセラミックスが開発されているが、基
本組成は Ｙを含む希土類元素−Ｂａ−Ｃｕ−０ の組成である。
すなわち、それ以前に見出されたＬａ−５ｒ−Ｃｕ−０
系およびＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスのＴｏ、
が３０〜４０にであり、超伝導状態を維持するに必要な
冷媒として沸点が２７にのネオン（Ｎｅ）など特殊のも
のしか存在しないのに対し、沸点が７７．２にの窒素（
Ｎｔ）を使用することができ実用化への道が開かれたか
らである。
系およびＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスのＴｏ、
が３０〜４０にであり、超伝導状態を維持するに必要な
冷媒として沸点が２７にのネオン（Ｎｅ）など特殊のも
のしか存在しないのに対し、沸点が７７．２にの窒素（
Ｎｔ）を使用することができ実用化への道が開かれたか
らである。
さて、超伝導セラミックスの利用分野としては普通の金
属よりも格段に高性能の導電材料として高磁場を発生さ
せる超伝導磁石、超伝導送電などに利用できる。
属よりも格段に高性能の導電材料として高磁場を発生さ
せる超伝導磁石、超伝導送電などに利用できる。
また、超伝導体特有のジョセフソン効果を利用して畜速
スイッチング素子、高感度磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）な
どを作ることができ、また電気通信の分野においては、
配線基板の導体線路に使用することによってスーパーコ
ンピュータで問題になっている配線抵抗の増大、これに
伴う信号伝播の遅延や減衰などの問題を解決することが
できる。
スイッチング素子、高感度磁気センサ（ＳＱＵＩＤ）な
どを作ることができ、また電気通信の分野においては、
配線基板の導体線路に使用することによってスーパーコ
ンピュータで問題になっている配線抵抗の増大、これに
伴う信号伝播の遅延や減衰などの問題を解決することが
できる。
具体的には、特に高速化を必要とする電算機部門には高
電子移動度トランジスタ（略称ＨＥＭＴ）や共鳴トンネ
リング・ホットエレクトロン・トランジスタ（略称Ｒ）
ＩＥＴ）などガリウム・砒素（ＧａＡｓ）からなる半導
体素子が導入されつ＼あるが、これらの半導体素子は液
体Ｎ２の温度で特性を発揮することから、か＼る半導体
素子を搭載する電子回路を超伝導セラミックスで形成す
れば低撰失で高速の情報処理が可能となる。
電子移動度トランジスタ（略称ＨＥＭＴ）や共鳴トンネ
リング・ホットエレクトロン・トランジスタ（略称Ｒ）
ＩＥＴ）などガリウム・砒素（ＧａＡｓ）からなる半導
体素子が導入されつ＼あるが、これらの半導体素子は液
体Ｎ２の温度で特性を発揮することから、か＼る半導体
素子を搭載する電子回路を超伝導セラミックスで形成す
れば低撰失で高速の情報処理が可能となる。
然し、従来の超伝導セラミックスはＴｃが環境により変
化し易く、また本来的な特性として水や酸に容易に反応
して劣化してしまうと云う問題がある。
化し易く、また本来的な特性として水や酸に容易に反応
して劣化してしまうと云う問題がある。
以上記したように超伝導セラミックスは各種の用途があ
り、実用化が期待されているが、超伝導セラミックスは
そのま＼の状態では不安定で劣化し易く、また水や酸に
対しても容易に反応する性質がある。
り、実用化が期待されているが、超伝導セラミックスは
そのま＼の状態では不安定で劣化し易く、また水や酸に
対しても容易に反応する性質がある。
そこでこの劣化を抑制することが課題である。
上記の課題は超伝導セラミックスを耐熱性絶縁基板上に
形成した後、この超伝導セラミックスに対して酸素プラ
ズマによる酸化を行い、引き続いてパッシベーション膜
を被覆しておくことにより達成することができる。
形成した後、この超伝導セラミックスに対して酸素プラ
ズマによる酸化を行い、引き続いてパッシベーション膜
を被覆しておくことにより達成することができる。
超伝導セラミックスとして各種のものが開発されている
が、Ｙを含む希土類元素−Ｂａ−Ｃｕ−０系のセラミッ
クスは０の結合力が弱く、そのためにＴｃの低下が起こ
り易い。
が、Ｙを含む希土類元素−Ｂａ−Ｃｕ−０系のセラミッ
クスは０の結合力が弱く、そのためにＴｃの低下が起こ
り易い。
いま、Ｙを含む希土類元素をＹで代表させると、Ｔｃが
９０Ｋを示す超伝導セラミックスの化学式は、ＹＢａｚ
Ｃｕ＋Ｏｔ−＊ として表すことができる。
９０Ｋを示す超伝導セラミックスの化学式は、ＹＢａｚ
Ｃｕ＋Ｏｔ−＊ として表すことができる。
こ＼で、０原子数を表す（７−ｘ）の値はそのセラミッ
クスの置かれた環境により異なり、６．０〜６．９の値
を示し、６゜８以上の場合に超伝導現象を示す。
クスの置かれた環境により異なり、６．０〜６．９の値
を示し、６゜８以上の場合に超伝導現象を示す。
そして、０−の増減をＣｕイオンがＣｕ”″とＣｕ’＋
との二つの状態をとることにより調整している。
との二つの状態をとることにより調整している。
さて、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスは大気の中で
９３０℃程度の温度で焼成して形成されるが、このセラ
ミックスはこの温度では ＹＢａｚＣｕ３０ｂ、ｚの化
学式を示し、炉から取り出して冷却するに従って次第に
大気より０の吸収が行われて空気中にお。
９３０℃程度の温度で焼成して形成されるが、このセラ
ミックスはこの温度では ＹＢａｚＣｕ３０ｂ、ｚの化
学式を示し、炉から取り出して冷却するに従って次第に
大気より０の吸収が行われて空気中にお。
ける最大値はは’ｉ ＹＢａｚＣｕ３０ｂ、＊の化学
式になると言われている。
式になると言われている。
そこで、従来は超伝導セラミックスを形成した後に酸素
プラズマ処理を行い、このものについて特性を測定して
いるが、このようにするとＴｃＯ値は当初は９０にであ
るが、１日に約ＩＫの割合で減少し、終には酸素プラズ
マ処理前の値に戻ってしまう。
プラズマ処理を行い、このものについて特性を測定して
いるが、このようにするとＴｃＯ値は当初は９０にであ
るが、１日に約ＩＫの割合で減少し、終には酸素プラズ
マ処理前の値に戻ってしまう。
また、耐湿性や耐薬品性については超伝導セラミックス
を構成するＢａは特に活性であり、耐湿性が劣るのは、
Ｂａが炭酸ガス（Ｃｏ□）を含む水と反応して炭酸バリ
ウム（ＢａＣＯ：＋）を生ずるからである。
を構成するＢａは特に活性であり、耐湿性が劣るのは、
Ｂａが炭酸ガス（Ｃｏ□）を含む水と反応して炭酸バリ
ウム（ＢａＣＯ：＋）を生ずるからである。
Ｂａ ＋ ＣＯＺ＋ Ｈ２Ｏ＝ＢａＣＯ３＋ Ｈｚこれ
らのことから、本発明は超伝導セラミックスに酸素プラ
ズマ酸化を行った後、そのま＼の状態で引き続いて二酸
化硅素（Ｓｉｎｇ） 、窒化硅素（ＳｉｚＮ４） 、炭
化硅素（ＳｉＣ）などの保護膜（パッシベーション膜）
を被覆し、０の解離を抑制するものである。
らのことから、本発明は超伝導セラミックスに酸素プラ
ズマ酸化を行った後、そのま＼の状態で引き続いて二酸
化硅素（Ｓｉｎｇ） 、窒化硅素（ＳｉｚＮ４） 、炭
化硅素（ＳｉＣ）などの保護膜（パッシベーション膜）
を被覆し、０の解離を抑制するものである。
耐熱性基板としては大きさが２０１１角で厚さが０゜３
１１の単結晶マグネシャ（ＭｇＯ）を用い、スパッタリ
ング装置の陽極部に固定した後、ターゲット位置にはＹ
ＢａｚＣｕ＋Ｃ）ｒ−ｘの焼結体をセントした。
１１の単結晶マグネシャ（ＭｇＯ）を用い、スパッタリ
ング装置の陽極部に固定した後、ターゲット位置にはＹ
ＢａｚＣｕ＋Ｃ）ｒ−ｘの焼結体をセントした。
まず、装置内を高真空に排気した後、０□とＡｒとをｔ
ｉｔの量比で供給しながら排気し、ｌＸｌ０−”ｔｏｒ
ｒの真空度に保ちながら基板を６００℃に加熱してスパ
ッタを行い、厚さ２０００人のＹＢａｚＣｕコ○？−Ｘ
超伝導セラミックスを形成した。
ｉｔの量比で供給しながら排気し、ｌＸｌ０−”ｔｏｒ
ｒの真空度に保ちながら基板を６００℃に加熱してスパ
ッタを行い、厚さ２０００人のＹＢａｚＣｕコ○？−Ｘ
超伝導セラミックスを形成した。
次に、この試料をプラズマＣＶＤ装置（化学気相成長装
置）に入れＯｔガスを導入して１気圧に保ちながら３０
分に互ってプラズマ酸化を行った。
置）に入れＯｔガスを導入して１気圧に保ちながら３０
分に互ってプラズマ酸化を行った。
次に、そのま＼の状態でシラン（ＳｉＨｔ）と０□とＮ
２とを供給し、従来の保護膜形成条件と同様にしてプラ
ズマＣＶＯを行い、厚さが５００ 人のＳｉＯ□膜を形
成した。
２とを供給し、従来の保護膜形成条件と同様にしてプラ
ズマＣＶＯを行い、厚さが５００ 人のＳｉＯ□膜を形
成した。
また、別の試料についてはＹＢａ、Ｃｕ、Ｃ）ｙ−、超
伝導セラミックスについて同様にプラズマ酸化を行った
後、そのま−の状態で３弗化メタン（ＣＨＦ３）ガスを
導入し、プラズマ重合によりポリテトラフルオロエチレ
ンからなる保護膜を形成した。
伝導セラミックスについて同様にプラズマ酸化を行った
後、そのま−の状態で３弗化メタン（ＣＨＦ３）ガスを
導入し、プラズマ重合によりポリテトラフルオロエチレ
ンからなる保護膜を形成した。
このようにプラズマ酸化後に保護膜を形成した超伝導セ
ラミックスは大気中に置いておいてもＴｃの変化は無く
、また常温の水に浸漬する場合、従来の保護膜をつけな
いものは１時間でＴｃが８５により６０Ｋまで下がるの
に対し、この試料は水中浸漬では変化せず、また濃度３
０％の硝酸（ＩＮ（ｈ）水溶液に浸漬した場合でも変化
が現れるのに３０分を要した。
ラミックスは大気中に置いておいてもＴｃの変化は無く
、また常温の水に浸漬する場合、従来の保護膜をつけな
いものは１時間でＴｃが８５により６０Ｋまで下がるの
に対し、この試料は水中浸漬では変化せず、また濃度３
０％の硝酸（ＩＮ（ｈ）水溶液に浸漬した場合でも変化
が現れるのに３０分を要した。
本発明の実施により超伝導セラミックスを構成する０原
子の離脱によるＴｃの経時変化を防ぐことができ、また
耐湿性および耐薬品性を向上することができる。
子の離脱によるＴｃの経時変化を防ぐことができ、また
耐湿性および耐薬品性を向上することができる。
Claims (1)
- 超伝導セラミックスを耐熱性絶縁基板上に形成した後、
該超伝導セラミックスに対して酸素プラズマによる酸化
を行い、引き続いてパッシベーション膜を被覆しておく
ことを特徴とする超伝導セラミックスの劣化防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11316188A JPH01286984A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 超伝導セラミックスの劣化防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11316188A JPH01286984A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 超伝導セラミックスの劣化防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286984A true JPH01286984A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14605098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11316188A Pending JPH01286984A (ja) | 1988-05-10 | 1988-05-10 | 超伝導セラミックスの劣化防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286984A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0865070A1 (en) * | 1997-03-10 | 1998-09-16 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for sputter etch conditioning a ceramic body |
-
1988
- 1988-05-10 JP JP11316188A patent/JPH01286984A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0865070A1 (en) * | 1997-03-10 | 1998-09-16 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for sputter etch conditioning a ceramic body |
| US5861086A (en) * | 1997-03-10 | 1999-01-19 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for sputter etch conditioning a ceramic body |
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