JPH0193423A - 超伝導膜の形成方法 - Google Patents
超伝導膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH0193423A JPH0193423A JP62251156A JP25115687A JPH0193423A JP H0193423 A JPH0193423 A JP H0193423A JP 62251156 A JP62251156 A JP 62251156A JP 25115687 A JP25115687 A JP 25115687A JP H0193423 A JPH0193423 A JP H0193423A
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- JP
- Japan
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- film
- laser beam
- oxide
- superconducting film
- laminated
- 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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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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）産業上の利用分野
本発明は超伝導膜の形成方法に関する。
（ロ）従来の技術
近年、例えばＹ Ｂ ａ ＊ Ｃｕ ｓ Ｏｔで代表さ
れる酸化物超伝導体が液体窒素の沸点（７７Ｋ）より高
い臨界温度で超伝導状態に入ることが見出されて脚光を
浴びている。
れる酸化物超伝導体が液体窒素の沸点（７７Ｋ）より高
い臨界温度で超伝導状態に入ることが見出されて脚光を
浴びている。
そしてこのＹ Ｂ ａｍ Ｃｕｓ Ｏ、を形成する方法
として種々提案されており、そのうちの代表的なものと
して、レーザビームに依り素材を溶融した後、酸化雰囲
気中でアニール処理する方法がある。
として種々提案されており、そのうちの代表的なものと
して、レーザビームに依り素材を溶融した後、酸化雰囲
気中でアニール処理する方法がある。
（ハ）発明が解決しようとした問題点
ところがレーザビーム照射に依る膜の厚み方向に生じる
温度分布を原因とした膜組成の偏析不均一が発生してい
た。特に素材として、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕを含む材料の混合
粉末を用いる場合、支持基板に接する材料まで完全に溶
融させなければならないので大きなパワーのレーザビー
ムを用いる必要があるが、その場合、膜の表面近傍はオ
ーバパワーとなり、Ｂａなどの蒸気圧の低い材料成分が
蒸発してしまい、膜質の低下を来すと同時に、組成比率
が変わってしまい、超伝導状態が得られないものとなっ
てしまうおそれがあった。
温度分布を原因とした膜組成の偏析不均一が発生してい
た。特に素材として、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕを含む材料の混合
粉末を用いる場合、支持基板に接する材料まで完全に溶
融させなければならないので大きなパワーのレーザビー
ムを用いる必要があるが、その場合、膜の表面近傍はオ
ーバパワーとなり、Ｂａなどの蒸気圧の低い材料成分が
蒸発してしまい、膜質の低下を来すと同時に、組成比率
が変わってしまい、超伝導状態が得られないものとなっ
てしまうおそれがあった。
（ニ）問題点を解決するための手段
本発明は、支持基板表面に、酸化物超伝導体を構成する
素材のうち、融点の低い素材の膜から順次積層し、この
素材積層表面からレーザビームを照射して該積層を溶融
し、続いて酸化雰囲気中でアニール処理を施すものであ
る。
素材のうち、融点の低い素材の膜から順次積層し、この
素材積層表面からレーザビームを照射して該積層を溶融
し、続いて酸化雰囲気中でアニール処理を施すものであ
る。
（ホ）作用
本発明に依れば、超伝導体を構成する素材を略同時に溶
融状態としたことになるので、超伝導膜質の低下などの
問題点が解決移れる。
融状態としたことになるので、超伝導膜質の低下などの
問題点が解決移れる。
（へ）実施例
本発明の実施例を、ＹＢａｍＣｕｍＯｔの場合について
説明する。
説明する。
本発明の第１の工程は、第１図に示すように、アルミ□
すなどの高融点の絶縁材料、あるいは金属材料から構成
される支持基板（１）表面に、ＣｕＯ膜（２）、ＢａＯ
膜（３）、並びにＹ２Ｏ，膜（４）を順次積層するとこ
ろにある。これらの６膜（２）（３）（４）は各酸化物
素材の微粉末をメタノールなどのバインダを用いてペー
スト化して５〜５０μの厚みで順次塗布する方法でも良
いし、ＥＢ或いはスパッタに依り５μ前後の厚みで順次
積層する方法も採用し得る。
すなどの高融点の絶縁材料、あるいは金属材料から構成
される支持基板（１）表面に、ＣｕＯ膜（２）、ＢａＯ
膜（３）、並びにＹ２Ｏ，膜（４）を順次積層するとこ
ろにある。これらの６膜（２）（３）（４）は各酸化物
素材の微粉末をメタノールなどのバインダを用いてペー
スト化して５〜５０μの厚みで順次塗布する方法でも良
いし、ＥＢ或いはスパッタに依り５μ前後の厚みで順次
積層する方法も採用し得る。
尚、この時の６膜（２）（３）（４）の厚みの関係は、
後の工程でこれらの膜（２）（３）（４）は溶融状態に
されるのであるが、その溶融段階での比率がＹ：Ｂａ：
Ｃｕ−１：２：３になるように設定きれる。
後の工程でこれらの膜（２）（３）（４）は溶融状態に
されるのであるが、その溶融段階での比率がＹ：Ｂａ：
Ｃｕ−１：２：３になるように設定きれる。
本発明においては、これらの膜（２）（３）（４）のｖ
ｔＢ順序に特徴がある。即ち、ＣｕＯ膜（２）の融点は
１０２６℃、ＢａＯ膜（３）の融点は１７４０℃、モし
てＹ ｘ Ｏｓ膜（４）の融点は２４１０℃で、特徴と
しているところは、支持基板（１）に近く位置する膜は
どその融点が低い、別の表現をするならば、膜表面側が
最も高融点の材料が位置し、内側に向かうほど融点が低
い材料が配置されているところにある。
ｔＢ順序に特徴がある。即ち、ＣｕＯ膜（２）の融点は
１０２６℃、ＢａＯ膜（３）の融点は１７４０℃、モし
てＹ ｘ Ｏｓ膜（４）の融点は２４１０℃で、特徴と
しているところは、支持基板（１）に近く位置する膜は
どその融点が低い、別の表現をするならば、膜表面側が
最も高融点の材料が位置し、内側に向かうほど融点が低
い材料が配置されているところにある。
本発明の第２の工程は、支持基板（１）上の積層三膜（
２）（３）（４）の表面からレーザビーム（５）を照射
して該積層三膜（２）（３）（４）を溶融（６）すると
ころにある（第２図）、この時のレーザビーム（５）と
しては、ＣＯ３、又はＹＡＧレーザに依って、１０〜１
００Ｗのハイパワーのパルスレーザが用いられる。
２）（３）（４）の表面からレーザビーム（５）を照射
して該積層三膜（２）（３）（４）を溶融（６）すると
ころにある（第２図）、この時のレーザビーム（５）と
しては、ＣＯ３、又はＹＡＧレーザに依って、１０〜１
００Ｗのハイパワーのパルスレーザが用いられる。
ここでこのようにしてレーザビーム（５）の照射を受け
た積層三膜（２）（３）（４）の温度分布を考えて見る
。第３図に示すように、最表面のＹ、０．膜（４）はレ
ーザビーム（５）の照射を直接受けるので温度は最も高
く、次にＢａＯ膜（３）はレーザビーム（５）のエネル
ギーをＹ、０．膜（４）を介して受けるので、該Ｙ、０
．膜（４）よりは少し低くなり、更にＣｕＯ膜（２）は
ＢａＯ膜（３）の温度より更に低くなる。
た積層三膜（２）（３）（４）の温度分布を考えて見る
。第３図に示すように、最表面のＹ、０．膜（４）はレ
ーザビーム（５）の照射を直接受けるので温度は最も高
く、次にＢａＯ膜（３）はレーザビーム（５）のエネル
ギーをＹ、０．膜（４）を介して受けるので、該Ｙ、０
．膜（４）よりは少し低くなり、更にＣｕＯ膜（２）は
ＢａＯ膜（３）の温度より更に低くなる。
一方、これらの積層三膜（２）（３）（４）の融点分布
は上記したように表面から順次低くなっているので、こ
の融点分布と第３図の温度分布とが略−致することとな
り、レーザビーム（５）を積層三膜（２）（３）（４’
ｊ表面から照射することに依ってこれらの積層三膜（２
）（’ａ ）（４＞を略同時に溶融状態としたことにな
る。従ってレーザビーム（５）の照射を受けて溶融（６
）された個所はレーザビーム（５）の照射がなくなると
直ちに凝固してＹ−Ｂａ−Ｃｕ系の凝固物（７）となる
。
は上記したように表面から順次低くなっているので、こ
の融点分布と第３図の温度分布とが略−致することとな
り、レーザビーム（５）を積層三膜（２）（３）（４’
ｊ表面から照射することに依ってこれらの積層三膜（２
）（’ａ ）（４＞を略同時に溶融状態としたことにな
る。従ってレーザビーム（５）の照射を受けて溶融（６
）された個所はレーザビーム（５）の照射がなくなると
直ちに凝固してＹ−Ｂａ−Ｃｕ系の凝固物（７）となる
。
本発明の最終工程は、凝固物（７）を有する支持基板（
１）を酸素などの酸化雰囲気中で８５０°Ｃ１５時間程
度のアニール処理を施すことにある。このアニール処理
の結果、第４図に示すように、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系の凝固
物（７）が所定の量の酸素を取や込み、 Ｙ Ｂ ａｍ
Ｃｕｓ Ｏｙで表わされる酸化物超伝導膜（８）を得
る。
１）を酸素などの酸化雰囲気中で８５０°Ｃ１５時間程
度のアニール処理を施すことにある。このアニール処理
の結果、第４図に示すように、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ系の凝固
物（７）が所定の量の酸素を取や込み、 Ｙ Ｂ ａｍ
Ｃｕｓ Ｏｙで表わされる酸化物超伝導膜（８）を得
る。
以上の説明に於てはレーザビーム（５）の照射形態につ
いて言及しなかったが、積層三膜（２）（３）（４）全
面に照射するのではなく、予め決められたパターンに従
って照射すれば所望のパターンの超伝導パターン膜が得
られる。
いて言及しなかったが、積層三膜（２）（３）（４）全
面に照射するのではなく、予め決められたパターンに従
って照射すれば所望のパターンの超伝導パターン膜が得
られる。
尚、本発明は、Ｙ Ｂ ａ ＊ Ｃｕ ｓ Ｏｙで表わ
される超伝導体に限定されるものではなく、その他の組
成のものにも応用できることは言を待たない。
される超伝導体に限定されるものではなく、その他の組
成のものにも応用できることは言を待たない。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如く、酸化物超伝導体
素材を融点の低い順に積層しているので、レーザビーム
の照射に依る熱エネルギーが各素材の融点に適合した状
態で供給され、各素材が略同時に溶融状態となり、超伝
導膜に偏析不均一が発生することはなく、また膜の組成
比率の変化の恐れは全くない。
素材を融点の低い順に積層しているので、レーザビーム
の照射に依る熱エネルギーが各素材の融点に適合した状
態で供給され、各素材が略同時に溶融状態となり、超伝
導膜に偏析不均一が発生することはなく、また膜の組成
比率の変化の恐れは全くない。
第１図、第２図、第４図は夫々本発明方法を工程順に示
した断面図、第３図は本発明の工程中における温度分布
図である。 （１）・・・・支持基板、（２）・・・・ＣｕＯ膜、（
３）−ＢａＯ膜、（４）””Ｙ ｔｏ −膜、（５）・
・・・レーザビーム、 （８）・・・・酸化物超伝導膜。
した断面図、第３図は本発明の工程中における温度分布
図である。 （１）・・・・支持基板、（２）・・・・ＣｕＯ膜、（
３）−ＢａＯ膜、（４）””Ｙ ｔｏ −膜、（５）・
・・・レーザビーム、 （８）・・・・酸化物超伝導膜。
Claims (2)
- （１）支持基板表面に、酸化物超伝導体を構成する素材
のうち、融点の低い素材の膜から順次積層し、この素材
積層表面からレーザビームを照射して該積層を溶融し、
続いて酸化雰囲気中でアニール処理を施すことを特徴と
した超伝導膜の形成方法。 - （２）上記酸化物超伝導体を構成する素材は、支持基板
側から酸化銅、酸化バリウム、酸化イットリウムである
ことを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の超伝導膜
の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251156A JPH0193423A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 超伝導膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62251156A JPH0193423A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 超伝導膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193423A true JPH0193423A (ja) | 1989-04-12 |
Family
ID=17218507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62251156A Pending JPH0193423A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 超伝導膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0193423A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115823A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 薄膜超伝導体の製造方法 |
| WO1991006128A1 (en) * | 1989-10-16 | 1991-05-02 | American Superconductor Corporation | Process for making electrical connections to high temperature superconductors using a metallic precursor and the product made thereby |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP62251156A patent/JPH0193423A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115823A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 薄膜超伝導体の製造方法 |
| WO1991006128A1 (en) * | 1989-10-16 | 1991-05-02 | American Superconductor Corporation | Process for making electrical connections to high temperature superconductors using a metallic precursor and the product made thereby |
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