JPH01305880A - 超伝導薄膜の保護膜形成方法 - Google Patents
超伝導薄膜の保護膜形成方法Info
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- JPH01305880A JPH01305880A JP88136537A JP13653788A JPH01305880A JP H01305880 A JPH01305880 A JP H01305880A JP 88136537 A JP88136537 A JP 88136537A JP 13653788 A JP13653788 A JP 13653788A JP H01305880 A JPH01305880 A JP H01305880A
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- 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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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- 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】
（イ）技術分野
本発明は、超伝導Ｒ膜を保護するための保ＩＩ膜の成膜
方法に関するものである。
方法に関するものである。
（ロ）従来技術
超伝導薄膜を形成するためには、超伝導になる組成膜を
基板上に形成しなければならない。
基板上に形成しなければならない。
従来、臨界温度の最も高い超伝導材料としては、Ａ−１
５型結晶構造のＮｂ３Ｃｅであったが、ソノ後に？ Ｎ
ｉ Ｆ４型の（ＬａＢａ）２ ＣｕＯ４が臨界温度３０
Ｋを達成することにより、更に高い臨界温度を得るため
のターゲットは全居間化合物からペロブスカイト系結晶
構造の酸化物に移行し、さらに近年になって、斜方結晶
のＹ。
５型結晶構造のＮｂ３Ｃｅであったが、ソノ後に？ Ｎ
ｉ Ｆ４型の（ＬａＢａ）２ ＣｕＯ４が臨界温度３０
Ｋを達成することにより、更に高い臨界温度を得るため
のターゲットは全居間化合物からペロブスカイト系結晶
構造の酸化物に移行し、さらに近年になって、斜方結晶
のＹ。
Ｂａ２Ｃｕａ ０７− ＸやＢ ｉ２Ｓ ｒ２Ｃａ。
Ｃｕ Ｓ ０．６− Ｘ 、 Ｔ Ｉ ？！ Ｂ ＆
ｐ Ｃ＆ ２ Ｃｕ ３０、。−χが液体窒素の温度を
超える臨界温度９０Ｋを得られるようになった。
ｐ Ｃ＆ ２ Ｃｕ ３０、。−χが液体窒素の温度を
超える臨界温度９０Ｋを得られるようになった。
しかしながら、ＹｌＢａ、、Ｃｕ３０ｔ−Ｘ等の高臨界
温度の超伝導材料に超伝導特性（臨界磁界や臨界電流密
度）を充分に発揮させるためには、未だ多くの解決しな
ければならない問題点がある。
温度の超伝導材料に超伝導特性（臨界磁界や臨界電流密
度）を充分に発揮させるためには、未だ多くの解決しな
ければならない問題点がある。
その対漿の一つとして、付加価値の高い薄膜材料が重要
性を増して来ており、その理由として次の３点が考えら
れる。
性を増して来ており、その理由として次の３点が考えら
れる。
第１社、超伝導体の利用形態と加工技術に基づくもので
、超伝導薄膜が微細加工が必要なジョセフソン素子など
のエレクトロニクス材料として用いられるようなって来
たことであり、そのため超伝導体間の弱結合を作り易く
、微細加工が容易で、高集積化、省資源、低コスト化に
つながる薄膜としての利用が重要となってきたのである
。
、超伝導薄膜が微細加工が必要なジョセフソン素子など
のエレクトロニクス材料として用いられるようなって来
たことであり、そのため超伝導体間の弱結合を作り易く
、微細加工が容易で、高集積化、省資源、低コスト化に
つながる薄膜としての利用が重要となってきたのである
。
第２は、９膜形成技術そのものと、高臨界温度（Ｔｃ）
の超伝導体特有の性質によるものであり、また第３は超
伝導体本来の性質に基づくもので、その本来の特性を発
揮できる空間的な最小単位であるコヒーレンスの長さが
５〜１０００ｍｍであること、また超伝導体が完全反磁
性であるため、超伝導？ｌ！流が１０〜２００ｍｍ程度
の磁場侵入深さに相当する厚さの表面層のみに流れるこ
とである。
の超伝導体特有の性質によるものであり、また第３は超
伝導体本来の性質に基づくもので、その本来の特性を発
揮できる空間的な最小単位であるコヒーレンスの長さが
５〜１０００ｍｍであること、また超伝導体が完全反磁
性であるため、超伝導？ｌ！流が１０〜２００ｍｍ程度
の磁場侵入深さに相当する厚さの表面層のみに流れるこ
とである。
超伝導体薄膜形成法としては、スパッタリング法、蒸着
法及びＣＶＤ （化学蒸着）法等があって、超伝導薄膜
の特性や利用形態により使い分けられている。
法及びＣＶＤ （化学蒸着）法等があって、超伝導薄膜
の特性や利用形態により使い分けられている。
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体の場合、Ｙ。
Ｂａ 、Ｃｕの金属を基板上に各々蒸着させることによ
り、基板上にＹ 、Ｂａ 、Ｃｕが各々１：２：３の組
成の金属を成膜させる。これを空気又は酸素中で加熱処
理してＹＩＢａ、、Ｃｕ３ｏ、−χの超伝導薄膜を形成
する方法がある。
り、基板上にＹ 、Ｂａ 、Ｃｕが各々１：２：３の組
成の金属を成膜させる。これを空気又は酸素中で加熱処
理してＹＩＢａ、、Ｃｕ３ｏ、−χの超伝導薄膜を形成
する方法がある。
また、それ以外の方法として、直接蒸着過程で酸素を導
入して酸化膜を形成することもできるが、核法は通常ス
パッタリング法で成膜する場合に適用される。
入して酸化膜を形成することもできるが、核法は通常ス
パッタリング法で成膜する場合に適用される。
更に他法として、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの酸化物を各々スパッ
タリングして、基板ヒにこれらの金属がそれぞれ１：２
：３の組成膜を形成させる方法と、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの酸
化物の合成したターゲットを用いて同様に１：２：３の
組成膜を形成させる方法等がある。
タリングして、基板ヒにこれらの金属がそれぞれ１：２
：３の組成膜を形成させる方法と、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕの酸
化物の合成したターゲットを用いて同様に１：２：３の
組成膜を形成させる方法等がある。
上記のような方法で形成した薄膜は、−船釣にアモルフ
ァスであるので、上記金属が１：２：３のＹ ＩＢ ａ
７Ｃｕ３０７−χの結晶ができていない、従って、成膜
後に結晶化させる必要がある。
ァスであるので、上記金属が１：２：３のＹ ＩＢ ａ
７Ｃｕ３０７−χの結晶ができていない、従って、成膜
後に結晶化させる必要がある。
なお、成膜法としては、上記スパッタリング法や蒸着法
以外に、イオンビーム法やイオンクラスタービーム法も
あるが、基本的には同様である。
以外に、イオンビーム法やイオンクラスタービーム法も
あるが、基本的には同様である。
従って、通常は基板を約７００℃程度に保持し、そこに
スパッタリング法でＹ 、Ｂａ 、Ｃｕを各々１：２：
３の組成で膜を成膜し、該基板上に順次にＹｌ Ｂａ２
Ｃｕａ ｏ７−χの結晶を形成させる方法、あるいは
Ｙ、Ｂａ、Ｃｕが各々１：２：３の組成膜を形成させた
基板を約６００〜９００℃の温度で空気或あるいは酸素
雰囲気中で７ニールし、そのアモルファスの組成膜を結
晶化させて超伝導薄膜を形成する方法が採られている。
スパッタリング法でＹ 、Ｂａ 、Ｃｕを各々１：２：
３の組成で膜を成膜し、該基板上に順次にＹｌ Ｂａ２
Ｃｕａ ｏ７−χの結晶を形成させる方法、あるいは
Ｙ、Ｂａ、Ｃｕが各々１：２：３の組成膜を形成させた
基板を約６００〜９００℃の温度で空気或あるいは酸素
雰囲気中で７ニールし、そのアモルファスの組成膜を結
晶化させて超伝導薄膜を形成する方法が採られている。
上記のように、超伝導薄膜を形成するにはＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系の超伝導材料であれば、その組成比になるよう
な組成膜の成膜と該組成膜の結晶化という２種のプロセ
スが必要となる。
ｕ−０系の超伝導材料であれば、その組成比になるよう
な組成膜の成膜と該組成膜の結晶化という２種のプロセ
スが必要となる。
しかしながら、Ｙｌ Ｂａ、、Ｃｕａ ０７− Ｘ超伝
導薄膜は、水や二酸化炭素と反応し易く、不安定であり
、室温で空気中に放置しても超伝導特性が劣化してしま
う欠点があり、その対策が種々と研究されているが、未
だその解決方法は見当らないのが実情である。
導薄膜は、水や二酸化炭素と反応し易く、不安定であり
、室温で空気中に放置しても超伝導特性が劣化してしま
う欠点があり、その対策が種々と研究されているが、未
だその解決方法は見当らないのが実情である。
また、Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔ交−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系の超伝導薄膜も比較的に化学的安定性は
向上しているものの、同様の問題がある。
ａ−Ｃｕ−０系の超伝導薄膜も比較的に化学的安定性は
向上しているものの、同様の問題がある。
（ハ）発明の開示
本発明は、上記のような欠点を解決するものであり、超
伝導組成膜をアニール処理し、超伝導薄膜を形成したも
の又は単結晶エピタキシャル成長させて形成した超伝導
薄膜の表面に紫外線硬化型や熱硬化型等の硬化型樹脂で
コートし、その後硬化させることにより、該Ｆ４膜表面
に保護膜を形成させて超伝導ｆ［を保護し、安定化させ
る方法を提供するものである。
伝導組成膜をアニール処理し、超伝導薄膜を形成したも
の又は単結晶エピタキシャル成長させて形成した超伝導
薄膜の表面に紫外線硬化型や熱硬化型等の硬化型樹脂で
コートし、その後硬化させることにより、該Ｆ４膜表面
に保護膜を形成させて超伝導ｆ［を保護し、安定化させ
る方法を提供するものである。
即ち、本発明は基板表面に形成された超伝導薄膜の表面
を硬化型樹脂で被覆した後、該樹脂膜を硬化させること
を特徴とする超伝導薄膜の保護膜形成方法である。
を硬化型樹脂で被覆した後、該樹脂膜を硬化させること
を特徴とする超伝導薄膜の保護膜形成方法である。
本発明法によれば、スパッタリング装置でＹ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系ターゲツトを用いて基板上に超伝導組成膜を成
膜させた後、アニールして超伝導薄膜を形成させ、該薄
膜表面に紫外線硬化型や熱硬化型等の硬化型樹脂をコー
トした後硬化させて保護膜を形成させることにより、超
伝導薄膜を水や二酸化炭素から遮蔽して保護することが
できるのである。
ｕ−０系ターゲツトを用いて基板上に超伝導組成膜を成
膜させた後、アニールして超伝導薄膜を形成させ、該薄
膜表面に紫外線硬化型や熱硬化型等の硬化型樹脂をコー
トした後硬化させて保護膜を形成させることにより、超
伝導薄膜を水や二酸化炭素から遮蔽して保護することが
できるのである。
また、 Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系ターゲツトを用いてＭｇ
Ｏ単結晶基板を６００〜７００℃に加熱保持し、該基板
上にＹ １ Ｂ ａ２ Ｃｕ＊ ０７− Ｘをエピタキ
シャル成長させて成膜した後に、熱硬化型や紫外線硬化
型等の硬化型樹脂をコートした後硬化させて保護膜を形
成させることにより、超伝導ＦＪ Ｈ’；Ｊを木や二酸
化炭素から遮蔽して保護することもできるのである。
Ｏ単結晶基板を６００〜７００℃に加熱保持し、該基板
上にＹ １ Ｂ ａ２ Ｃｕ＊ ０７− Ｘをエピタキ
シャル成長させて成膜した後に、熱硬化型や紫外線硬化
型等の硬化型樹脂をコートした後硬化させて保護膜を形
成させることにより、超伝導ＦＪ Ｈ’；Ｊを木や二酸
化炭素から遮蔽して保護することもできるのである。
このような効果は、他の酸化物系超伝導体例え１ｆＢｉ
、５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３０．ｏ−Ｘ、Ｔ１２Ｂａ２ Ｃａ
２ Ｃｕ、、ｏｌ Ｏ−χの薄膜も同じである。
、５ｒ２Ｃａ２Ｃｕ３０．ｏ−Ｘ、Ｔ１２Ｂａ２ Ｃａ
２ Ｃｕ、、ｏｌ Ｏ−χの薄膜も同じである。
上記熱硬化型樹脂としては、フェノールホルムアルデヒ
ド樹脂、尿素樹脂、グリセリンフタール酸樹脂、フラン
樹脂、エポキシ樹脂のように熱によって重合物の重合度
が高まり硬化する熱硬化性重合物が使用され、また紫外
線硬化型樹脂としては、アクリル化ポリウレタン、ポリ
エステル樹脂、ポリエステルアクリレート、アクリル化
シリコン樹脂のように紫外線照射によって重合物の重合
度が高まり硬化する樹脂が用いられる。
ド樹脂、尿素樹脂、グリセリンフタール酸樹脂、フラン
樹脂、エポキシ樹脂のように熱によって重合物の重合度
が高まり硬化する熱硬化性重合物が使用され、また紫外
線硬化型樹脂としては、アクリル化ポリウレタン、ポリ
エステル樹脂、ポリエステルアクリレート、アクリル化
シリコン樹脂のように紫外線照射によって重合物の重合
度が高まり硬化する樹脂が用いられる。
コートはスピンコードをはじめ、超伝導薄膜表面に膜厚
２〜３川ｍにト記樹脂を塗布できればよく、その後加熱
（室温を含む）あるいは紫外線照射により硬化させるこ
とができればよいのである。
２〜３川ｍにト記樹脂を塗布できればよく、その後加熱
（室温を含む）あるいは紫外線照射により硬化させるこ
とができればよいのである。
なお、本発明法はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｂ１−３ ｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ −Ｃｕ−０系
の超伝導薄膜のみならず、スパッタリング法、蒸着法、
ＣＶＤ法等により成膜される超伝導薄膜のすべてに適用
できることは勿論であり、超伝導薄膜が水や二酸化炭素
と反応して、その特性が劣化することを完全に防１ヒで
き、かつ悪影響を及ぼすこともないのである。
−Ｃａ−Ｃｕ−０系、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ −Ｃｕ−０系
の超伝導薄膜のみならず、スパッタリング法、蒸着法、
ＣＶＤ法等により成膜される超伝導薄膜のすべてに適用
できることは勿論であり、超伝導薄膜が水や二酸化炭素
と反応して、その特性が劣化することを完全に防１ヒで
き、かつ悪影響を及ぼすこともないのである。
次に、本発明を実施例によって説明する。
（ニ）実施例
実施例−１
ＳｒＴｉＯｓの単結晶基板上にＡｒ：Ｏ，、が３：１の
雰囲気で全圧４ｘ１０″″３ｔｏｒｒ （ｍｍＨｇ）下
で該基板温度を６５０℃に保持し、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０
系ターゲツトを使用し、スパッタリングしてＹ＋ Ｂａ
２０ｕ３０？ −Ｘ（１）超伝導薄膜を２ｇｍ成膜した
。
雰囲気で全圧４ｘ１０″″３ｔｏｒｒ （ｍｍＨｇ）下
で該基板温度を６５０℃に保持し、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０
系ターゲツトを使用し、スパッタリングしてＹ＋ Ｂａ
２０ｕ３０？ −Ｘ（１）超伝導薄膜を２ｇｍ成膜した
。
該超伝導薄膜表面に紫外線硬化型樹脂として大日本イン
キ株製「ユニデイック１７−８２４−９」 （商品名）
を塗布し、その膜厚を２．５ｇｍとした後、紫外線を照
射して硬化させた。
キ株製「ユニデイック１７−８２４−９」 （商品名）
を塗布し、その膜厚を２．５ｇｍとした後、紫外線を照
射して硬化させた。
これを１００℃の水に２分間漬けた後、超伝導特性（Ｔ
ｃ測定等）を調べた結果、全く劣化は認められなかった
。また、変色等も全く認められなかった。
ｃ測定等）を調べた結果、全く劣化は認められなかった
。また、変色等も全く認められなかった。
実施例−２
Ｍｇ０の単結晶基板上に雰囲気Ａｒ：０．、＝３：１．
全圧４Ｘ Ｉ Ｏ−３ｔｏｒｒの条件下で、該基板温度
を１００℃に保持しながらＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系ターゲ
ツトを用いて、Ｙｌ Ｂａ２ Ｃｕ３０７−χの組成膜
をスパッタリング法で膜厚を２８Ｌｍに成膜した。
全圧４Ｘ Ｉ Ｏ−３ｔｏｒｒの条件下で、該基板温度
を１００℃に保持しながらＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系ターゲ
ツトを用いて、Ｙｌ Ｂａ２ Ｃｕ３０７−χの組成膜
をスパッタリング法で膜厚を２８Ｌｍに成膜した。
該超伝導薄膜を８５０℃で３時間アニールし、更に６０
０℃で５時間処理した後、熱硬化型のエポキシ樹脂を２
．５ｐｍ塗布し、室温硬化させた。
０℃で５時間処理した後、熱硬化型のエポキシ樹脂を２
．５ｐｍ塗布し、室温硬化させた。
これを１００℃で２分間水につけた後、超伝導特性を調
べたが、特性変化および変色変化は全く認められなかっ
た。
べたが、特性変化および変色変化は全く認められなかっ
た。
比較例−１
上記実施例１と同様にして成膜したＹ１Ｂａ２Ｃｕ３０
．−χ超伝導薄膜について、紫外線硬化型樹脂の保護膜
を成膜することなく、実施例１と同様に１００℃で２分
間水につけた後、超伝導特性を調べたところ、変色して
、著しく特性劣化していた。
．−χ超伝導薄膜について、紫外線硬化型樹脂の保護膜
を成膜することなく、実施例１と同様に１００℃で２分
間水につけた後、超伝導特性を調べたところ、変色して
、著しく特性劣化していた。
（ホ）発明の効果
本発明法は、上記のように超伝導薄膜表面に有機系硬化
膜、特に紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂をコー
トして硬化させることにより、水や空気中の二酸化炭素
等と反応して超伝導特性が劣化するのを完全に防止する
ことができる効果がある。
膜、特に紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂をコー
トして硬化させることにより、水や空気中の二酸化炭素
等と反応して超伝導特性が劣化するのを完全に防止する
ことができる効果がある。
Claims (1)
- 基板表面に形成された超伝導薄膜の表面を硬化型樹脂
膜で被覆した後、該樹脂膜を硬化させることを特徴とす
る超伝導薄膜の保護膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63136537A JPH0822792B2 (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 超伝導薄膜の保護膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63136537A JPH0822792B2 (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 超伝導薄膜の保護膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01305880A true JPH01305880A (ja) | 1989-12-11 |
| JPH0822792B2 JPH0822792B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=15177507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63136537A Expired - Fee Related JPH0822792B2 (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 超伝導薄膜の保護膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822792B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126206A (ja) * | 1987-07-27 | 1989-05-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導薄膜 |
| CN117467177A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-30 | 江苏众立生包装科技有限公司 | 基于常温态转移的超导体复合膜的制备方法及其膜和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS643914A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Tdk Corp | Superconductive oxide ceramic material |
| JPH01126284A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Ube Ind Ltd | 安定化された高温超電導セラミックス |
-
1988
- 1988-06-02 JP JP63136537A patent/JPH0822792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS643914A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Tdk Corp | Superconductive oxide ceramic material |
| JPH01126284A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Ube Ind Ltd | 安定化された高温超電導セラミックス |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01126206A (ja) * | 1987-07-27 | 1989-05-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導薄膜 |
| CN117467177A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-30 | 江苏众立生包装科技有限公司 | 基于常温态转移的超导体复合膜的制备方法及其膜和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0822792B2 (ja) | 1996-03-06 |
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