JPH02175683A - 超伝導膜の製造方法およびこの製造方法に使用する基板ならびに超伝導膜 - Google Patents
超伝導膜の製造方法およびこの製造方法に使用する基板ならびに超伝導膜Info
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- JPH02175683A JPH02175683A JP1013079A JP1307989A JPH02175683A JP H02175683 A JPH02175683 A JP H02175683A JP 1013079 A JP1013079 A JP 1013079A JP 1307989 A JP1307989 A JP 1307989A JP H02175683 A JPH02175683 A JP H02175683A
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- 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】
〔概要］
超伝導膜の製造方法および超伝導膜の製造方法に直接使
用する基板ならびに超伝導膜に関し、（ｉ）アルミナを
主成分とする基板等アルミニウム系基板上に臨界温度の
高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質の
薄層を形成する方法と、 （ｉ＋）この製造工程に直接使用される基板と、（ｉｉ
ｉ）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミナ
基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三酸化
ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上に形
成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も
大きなり１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−３ｒ
−ＣａＣｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元素（但
しＹは除（） −Ｂ ａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝
導体と、 （ｉｖ）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアル
ミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三
酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上
に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電
流も大きなり１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−
３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元
素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超
伝導体を製造する方法と を提供することを目的とし、 上記の各目的は、それぞれ、下記の手段をもって実現さ
れる。
用する基板ならびに超伝導膜に関し、（ｉ）アルミナを
主成分とする基板等アルミニウム系基板上に臨界温度の
高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質の
薄層を形成する方法と、 （ｉ＋）この製造工程に直接使用される基板と、（ｉｉ
ｉ）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミナ
基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三酸化
ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上に形
成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も
大きなり１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−３ｒ
−ＣａＣｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元素（但
しＹは除（） −Ｂ ａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝
導体と、 （ｉｖ）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアル
ミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三
酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上
に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電
流も大きなり１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−
３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元
素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超
伝導体を製造する方法と を提供することを目的とし、 上記の各目的は、それぞれ、下記の手段をもって実現さ
れる。
（ｉ）アルミニウムを主成分とする基板等アルミニウム
系基板上に臨界温度の高いＹ−ＢａＣｕ−０系セラミッ
クス超伝導体物質の薄層を形成するには、アルミナを主
成分とする基板（１）上に酸化マグネシウムを主成分と
する物質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリヤ層
（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導
物質の薄層（３１）を形成し、前記各層（１）・ （２
）・ （３１）を焼成すればよい。
系基板上に臨界温度の高いＹ−ＢａＣｕ−０系セラミッ
クス超伝導体物質の薄層を形成するには、アルミナを主
成分とする基板（１）上に酸化マグネシウムを主成分と
する物質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリヤ層
（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導
物質の薄層（３１）を形成し、前記各層（１）・ （２
）・ （３１）を焼成すればよい。
（ｉｉ）アルミニウムを主成分とする基板等アルミニウ
ム系基板上に臨界温度の高いＹ−ＢａＣｕ−０系セラミ
ックス超伝導体物質の薄層を形成する方法に直接使用さ
れる基板は、アルミナを主成分とし、その表面には四酸
化二アルミニウム化マグネシウムの薄層（２１）が形成
されておればよい。
ム系基板上に臨界温度の高いＹ−ＢａＣｕ−０系セラミ
ックス超伝導体物質の薄層を形成する方法に直接使用さ
れる基板は、アルミナを主成分とし、その表面には四酸
化二アルミニウム化マグネシウムの薄層（２１）が形成
されておればよい。
（ｉｉｉ）Ｂ ｉ −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくは
Ｂｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイ
ド系元素（但しＹは除＜） −Ｂａ−ＣｕＯ系セラミッ
クス超伝導体は、アルミナを主成分とする基板（１）上
に、酸化マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリ
ヤ層（２）が形成され、該バリヤ層（２）上に、 （イ）一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、（ロ）ランタン
、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウ
ム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エル
ビウム、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群
から選択されたランタンイド系元素（但しイットリュウ
ムは除く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２
：３の割合で含有する酸化物系超伝導物質よりなるペロ
ブスカイト型超伝導物質の薄層（３）が形成されていれ
ばよい。
Ｂｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイ
ド系元素（但しＹは除＜） −Ｂａ−ＣｕＯ系セラミッ
クス超伝導体は、アルミナを主成分とする基板（１）上
に、酸化マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリ
ヤ層（２）が形成され、該バリヤ層（２）上に、 （イ）一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、（ロ）ランタン
、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウ
ム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エル
ビウム、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群
から選択されたランタンイド系元素（但しイットリュウ
ムは除く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２
：３の割合で含有する酸化物系超伝導物質よりなるペロ
ブスカイト型超伝導物質の薄層（３）が形成されていれ
ばよい。
（ｉｖ）Ｂ １−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ
−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系
元素（但しＹは除＜） −Ｂａ−ＣｕＯ系セラミックス
超伝導体を製造するには、一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、ランタン、ネオ
ジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム
、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群から選
択されたランタノイド系元素（但しイットリュウムは除
く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２：３の
割合で含有する酸化物系超伝導物質アルミナを主成分と
する基板（１）上に、酸化マグネシウムを主成分とする
物質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリヤ層（２
）上にペロブスカイト型酸化物超伝導物質を構成する元
素を、その組成比に含む酸化物の薄層（４）を形成し、
熱処理を実行して、前記酸化物の薄層（４）を、ペロブ
スカイト型超伝導物質の薄層（３）に転換すればよい。
−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系
元素（但しＹは除＜） −Ｂａ−ＣｕＯ系セラミックス
超伝導体を製造するには、一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、ランタン、ネオ
ジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム
、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群から選
択されたランタノイド系元素（但しイットリュウムは除
く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２：３の
割合で含有する酸化物系超伝導物質アルミナを主成分と
する基板（１）上に、酸化マグネシウムを主成分とする
物質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリヤ層（２
）上にペロブスカイト型酸化物超伝導物質を構成する元
素を、その組成比に含む酸化物の薄層（４）を形成し、
熱処理を実行して、前記酸化物の薄層（４）を、ペロブ
スカイト型超伝導物質の薄層（３）に転換すればよい。
本発明は、超伝導膜の製造方法および超伝導膜の製造工
程に直接使用する基板ならびに超伝導膜に関する。
程に直接使用する基板ならびに超伝導膜に関する。
特に、本発明は、
（ｉ）Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質
の薄層を製造する方法と、 （ｉｉ）この製造方法の実施に直接使用される基板と、 （ｉｉｉ）Ｂｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ
−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系
元素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス
超伝導体と、 （ｉｖ） Ｂ １−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくはＢ
ｒ Ｓｒ Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノ
イド系元素（但しＹは除（） −Ｂａ−ＣｕＯ系セラミ
ックス超伝導体を製造する方法とに関する。
の薄層を製造する方法と、 （ｉｉ）この製造方法の実施に直接使用される基板と、 （ｉｉｉ）Ｂｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ
−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系
元素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス
超伝導体と、 （ｉｖ） Ｂ １−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくはＢ
ｒ Ｓｒ Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノ
イド系元素（但しＹは除（） −Ｂａ−ＣｕＯ系セラミ
ックス超伝導体を製造する方法とに関する。
さらに具体的には、アルミナを主成分とする基板（例え
ばＦＧＡすなわちファインダレインドアルミナ等）上に
、最適組成をもって形成され、臨界温度が高く、臨界電
流が大きく、しかも、信号歪みが小さい等多くの利益を
有するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質
の薄層を製造する方法と、この製造方法の実施に直接使
用される基板と、Ｂ １−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もし
くはＢｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタ
ノイド系元素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラ
ミックス超伝導体ペロブスカイト型酸化物を含有する超
伝導物質の薄膜とその製造方法とに関する。
ばＦＧＡすなわちファインダレインドアルミナ等）上に
、最適組成をもって形成され、臨界温度が高く、臨界電
流が大きく、しかも、信号歪みが小さい等多くの利益を
有するＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質
の薄層を製造する方法と、この製造方法の実施に直接使
用される基板と、Ｂ １−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もし
くはＢｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタ
ノイド系元素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラ
ミックス超伝導体ペロブスカイト型酸化物を含有する超
伝導物質の薄膜とその製造方法とに関する。
〔従来の技術］
セラミックス超伝導物質として、Ｙ Ｂ ａ ２ Ｃｕ
３０７−δ（δ＜０．５ ）をもって代表される酸化
物超伝導体が知られている。この酸化物超伝導体の薄膜
は、スパッタ法、電子ビーム照射法、蒸着法等を使用し
て形成することができる。か＼る酸化物超伝導体の薄膜
をその上に形成する基板としては、三酸化チタンストロ
ンチウム、酸化マグネシウム、部分安定化ジルコニア（
酸化イツトリウム等を数％含有するジルコニア）等が好
適である。これらの基板が使用される理由は、これらの
基板が、上記の酸化物超伝導体の製造に必須な焼成工程
中に、Ｙ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ：＋ ０７−δと反応し
たとしても、これにより超伝導特性に大きな影響が生じ
ないからである。
３０７−δ（δ＜０．５ ）をもって代表される酸化
物超伝導体が知られている。この酸化物超伝導体の薄膜
は、スパッタ法、電子ビーム照射法、蒸着法等を使用し
て形成することができる。か＼る酸化物超伝導体の薄膜
をその上に形成する基板としては、三酸化チタンストロ
ンチウム、酸化マグネシウム、部分安定化ジルコニア（
酸化イツトリウム等を数％含有するジルコニア）等が好
適である。これらの基板が使用される理由は、これらの
基板が、上記の酸化物超伝導体の製造に必須な焼成工程
中に、Ｙ Ｂ ａ ２ Ｃｕ ：＋ ０７−δと反応し
たとしても、これにより超伝導特性に大きな影響が生じ
ないからである。
なお、従来の超伝導膜の製造技術として、スクリーン印
刷法が知られている。本発明の出願人は、既に、高純度
アルミナ基板（例えばＦＧＡすなわちファインブレイン
ドアルミナ基板等）にスクリーン印刷法を使用して厚い
超伝導膜を形成することに成功している（ＦＵＪ ＩＴ
ＳＵ、３９．３、（１９８８，６）ＰＰ１３７−１４３
、特にＰ１４１参照）。
刷法が知られている。本発明の出願人は、既に、高純度
アルミナ基板（例えばＦＧＡすなわちファインブレイン
ドアルミナ基板等）にスクリーン印刷法を使用して厚い
超伝導膜を形成することに成功している（ＦＵＪ ＩＴ
ＳＵ、３９．３、（１９８８，６）ＰＰ１３７−１４３
、特にＰ１４１参照）。
また、ペロブスカイト型酸化物超伝導物質には、上記の
他、例えば、Ｂ ｉｚ Ｓ ｒｚ Ｃａｔ ＣｕｚＯＢ
、Ｂｉ２ Ｓｒｚ ｃａ２Ｃｕｓ Ｏｘ、ＢｉｚＳｒｚ
Ｃａｔ Ｃ１１ｚ Ｐ ｂ＋ Ｏｓ 、Ｂ
ｉｚ ５ｔ−ｚＣａ２Ｃｕ３ｐｂ、ｏＺ等をもって表
される超伝導物質や、例えばＬａ＋ Ｂａｚ Ｃｕｂ、
、０＋−δ（δ＜ ０．５）をもって代表される、イッ
トリうムを除くランタノイド系元素（ランタン、ネオジ
ウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、
ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群から選択
された元素）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：
２：３の割合で含有する酸化物系超伝導物質等が知られ
ているが、その薄膜を形成するにも、スパッタ法、真空
蒸着法等の堆積法を使用して、二酸化チタンストロンチ
ウム、酸化マグネシウム、部分安定化ジルコニア（酸化
イツトリウム等を数％含有するジルコニア）郷土に、上
記の組成物の薄膜を形成して、これに熱処理をなしてい
た。上記の三酸化チタンストロンチウム、酸化マグネシ
ウム、部分安定化ジルコニア等の基板が使用される理由
は、上記と同様に、これらと上記の酸化物超伝導体組成
物とが相互に反応しても、その上に形成される酸化物超
伝導体薄膜の超伝導体特性が殆ど悪くなることがないた
めである。
他、例えば、Ｂ ｉｚ Ｓ ｒｚ Ｃａｔ ＣｕｚＯＢ
、Ｂｉ２ Ｓｒｚ ｃａ２Ｃｕｓ Ｏｘ、ＢｉｚＳｒｚ
Ｃａｔ Ｃ１１ｚ Ｐ ｂ＋ Ｏｓ 、Ｂ
ｉｚ ５ｔ−ｚＣａ２Ｃｕ３ｐｂ、ｏＺ等をもって表
される超伝導物質や、例えばＬａ＋ Ｂａｚ Ｃｕｂ、
、０＋−δ（δ＜ ０．５）をもって代表される、イッ
トリうムを除くランタノイド系元素（ランタン、ネオジ
ウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガド
リニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、
ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群から選択
された元素）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：
２：３の割合で含有する酸化物系超伝導物質等が知られ
ているが、その薄膜を形成するにも、スパッタ法、真空
蒸着法等の堆積法を使用して、二酸化チタンストロンチ
ウム、酸化マグネシウム、部分安定化ジルコニア（酸化
イツトリウム等を数％含有するジルコニア）郷土に、上
記の組成物の薄膜を形成して、これに熱処理をなしてい
た。上記の三酸化チタンストロンチウム、酸化マグネシ
ウム、部分安定化ジルコニア等の基板が使用される理由
は、上記と同様に、これらと上記の酸化物超伝導体組成
物とが相互に反応しても、その上に形成される酸化物超
伝導体薄膜の超伝導体特性が殆ど悪くなることがないた
めである。
ところが、上記の三酸化チタンストロンチウム、酸化マ
グネシウム、部分安定化ジルコニア（酸化イツトリウム
等を数％含有するジルコニア）等の基板は、引き上げ法
等を使用して形成されるため、製造可能な基板の寸法に
制限があり、価格も高く、工業的に使用するには必ずし
も適切ではないという欠点を有しており、基板寸法に制
限が少なく、平坦性にすぐれ、価格も廉い基板上に形成
することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も大
きな酸化物系のペロブスカイト型超伝導体の薄膜（その
薄膜を製造するための中間体としての基板を含む。）の
開発とその製造方法の開発とが望まれていた。
グネシウム、部分安定化ジルコニア（酸化イツトリウム
等を数％含有するジルコニア）等の基板は、引き上げ法
等を使用して形成されるため、製造可能な基板の寸法に
制限があり、価格も高く、工業的に使用するには必ずし
も適切ではないという欠点を有しており、基板寸法に制
限が少なく、平坦性にすぐれ、価格も廉い基板上に形成
することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も大
きな酸化物系のペロブスカイト型超伝導体の薄膜（その
薄膜を製造するための中間体としての基板を含む。）の
開発とその製造方法の開発とが望まれていた。
上記の酸化物系超伝導体薄膜をその上に形成しうる可能
性を有する基板材料としては、二酸化二アルミニウム（
Ａｆｉ２ｏｉ ）等があるが、上記の酸化物系超伝導体
を製造するには、７５０°Ｃ〜９００°Ｃの温度におい
て熱処理をなす必要があるので、基板を構成するアルミ
ニウムが上記の酸化物系超伝導体中に拡散して、その臨
界温度を低下する等して、超伝導特性を悪くするため、
従来の手法をもってしては、これらの基板（三酸化ニア
ルミニウム等）上に上記の超伝導体の薄膜を形成するこ
とは困難であった。
性を有する基板材料としては、二酸化二アルミニウム（
Ａｆｉ２ｏｉ ）等があるが、上記の酸化物系超伝導体
を製造するには、７５０°Ｃ〜９００°Ｃの温度におい
て熱処理をなす必要があるので、基板を構成するアルミ
ニウムが上記の酸化物系超伝導体中に拡散して、その臨
界温度を低下する等して、超伝導特性を悪くするため、
従来の手法をもってしては、これらの基板（三酸化ニア
ルミニウム等）上に上記の超伝導体の薄膜を形成するこ
とは困難であった。
第２図は、スパッタ法を使用して、高純度微粒子アルミ
ナ基板（ＦＧＡ基板）上にＹＢａ、Ｃｕ。
ナ基板（ＦＧＡ基板）上にＹＢａ、Ｃｕ。
Ｏ９−δの薄膜を形成し、８６０°Ｃ１３０分、０□雰
囲気中でアニールした時のＸ線回折パターンを示す。こ
の図において、アルミナの回折パターン（丸をもって示
す。）の他に、基板のアルミニウムとＹＢａｚ Ｃｕｚ
Ｏ？−δのバリュウムとが反応して生成したＢ ａ
Ａｊ！２０４に起因するピーク（三角形をもって示す。
囲気中でアニールした時のＸ線回折パターンを示す。こ
の図において、アルミナの回折パターン（丸をもって示
す。）の他に、基板のアルミニウムとＹＢａｚ Ｃｕｚ
Ｏ？−δのバリュウムとが反応して生成したＢ ａ
Ａｊ！２０４に起因するピーク（三角形をもって示す。
）が確認できる。
第３図は、上記したアニール後のＹＢａｚＣｕ３０７−
δ薄膜の電気抵抗対温度の関係を示す。この図は、９０
に付近から超伝導転移にともなう電気抵抗率の減少を示
すが、同時に３０に付近まで超伝導に到達しないことを
示す。
δ薄膜の電気抵抗対温度の関係を示す。この図は、９０
に付近から超伝導転移にともなう電気抵抗率の減少を示
すが、同時に３０に付近まで超伝導に到達しないことを
示す。
アルミナ基板上に直接ＹＢａ２ Ｃｕ３０７−δの薄膜
を形成すると、上記のとおり、超伝導特性が悪くなるの
で、この欠点を解消するために、本発明の発明者等は、
前掲ＦＵＪＩＴＳＵの第１４１〜１４２頁に記載したと
おり、アルミナ基板上に直接ＹＢａ２Ｃｕ＋０７−δの
薄膜を形成する方法の改良手段として、焼結温度と焼結
時間とを最適化する手法を完成した。しかし、この手法
は、焼結温度と焼結時間との選択が制限され、工程の自
由度が制約される他、アルミニウムの拡散を完全に遮断
にすることもできず、なお、改良の余地を残している。
を形成すると、上記のとおり、超伝導特性が悪くなるの
で、この欠点を解消するために、本発明の発明者等は、
前掲ＦＵＪＩＴＳＵの第１４１〜１４２頁に記載したと
おり、アルミナ基板上に直接ＹＢａ２Ｃｕ＋０７−δの
薄膜を形成する方法の改良手段として、焼結温度と焼結
時間とを最適化する手法を完成した。しかし、この手法
は、焼結温度と焼結時間との選択が制限され、工程の自
由度が制約される他、アルミニウムの拡散を完全に遮断
にすることもできず、なお、改良の余地を残している。
また、第４図は、ＦＧＡ基板上にビスマスとストロンチ
ウムとカルシウムと銅とを２：２：１：２の割合で含有
する酸化物の薄膜を形成し、８６０°Ｃにおいて３０分
間熱処理をなして製造した酸化物系ペロブスカイト型超
伝導薄膜のＸ線回折バターンであり、アルミニウムとビ
スマスとが反応して生成された九酸化四アルミニウム化
二ビスマス（ＡＩ！、ａ Ｂ ｉ ｚ Ｏｑであり、図
に丸をもって示す。）及びアルミニウムとカルシウムと
が反応して生成された十四酸化六アルミニウム化五カル
シウム（Ｃａ ｓ Ａ ４２ ｂ Ｏ＋ ａであり、図
に三角形をもって示す。）に起因するピークが５ケ所に
認められる。
ウムとカルシウムと銅とを２：２：１：２の割合で含有
する酸化物の薄膜を形成し、８６０°Ｃにおいて３０分
間熱処理をなして製造した酸化物系ペロブスカイト型超
伝導薄膜のＸ線回折バターンであり、アルミニウムとビ
スマスとが反応して生成された九酸化四アルミニウム化
二ビスマス（ＡＩ！、ａ Ｂ ｉ ｚ Ｏｑであり、図
に丸をもって示す。）及びアルミニウムとカルシウムと
が反応して生成された十四酸化六アルミニウム化五カル
シウム（Ｃａ ｓ Ａ ４２ ｂ Ｏ＋ ａであり、図
に三角形をもって示す。）に起因するピークが５ケ所に
認められる。
そこで、例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアル
ミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三
酸化ニアルミニウム（アルミナ）を含有する基板上に形
成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も
大きな酸化物系ペロブスカイト型超伝導体薄膜（その薄
膜を製造するための中間体としての基板を含む。）の開
発とその製造方法の開発とが望まれていた。
ミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三
酸化ニアルミニウム（アルミナ）を含有する基板上に形
成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も
大きな酸化物系ペロブスカイト型超伝導体薄膜（その薄
膜を製造するための中間体としての基板を含む。）の開
発とその製造方法の開発とが望まれていた。
本発明の目的は、これらの要請に応えることにあり、例
えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミナ基板）
等として大口径の基板が容易に入手できる三酸化ニアル
ミニウム（アルミナ）を含有する基板上に形成すること
ができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も大きな酸化
物系ペロブスカイト型超伝導体薄膜（その薄膜を製造す
るための中間体としての基板を含む。）とその製造方法
とを提供することにある。
えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミナ基板）
等として大口径の基板が容易に入手できる三酸化ニアル
ミニウム（アルミナ）を含有する基板上に形成すること
ができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も大きな酸化
物系ペロブスカイト型超伝導体薄膜（その薄膜を製造す
るための中間体としての基板を含む。）とその製造方法
とを提供することにある。
本発明の目的をさらに具体的に述べれば、（ｉ）アルミ
ナを主成分とする基板等アルミニウム系基板上に臨界温
度の高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物
質の薄層を形成する方法と、 （ｉｉ）上記の製造工程に直接使用される基板と、（ｉ
ｉ＋）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミ
ナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三酸
化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上に
形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流
も大きな、Ｂ１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−
３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系、または、ランタノイド
系元素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミック
ス超伝導体と、 （ｉｖ）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアル
ミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三
酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上
に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電
流も大きなり１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−
３ｒ−ＣａＣｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元素
（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝
導体を製造する方法と を提供することにある。
ナを主成分とする基板等アルミニウム系基板上に臨界温
度の高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物
質の薄層を形成する方法と、 （ｉｉ）上記の製造工程に直接使用される基板と、（ｉ
ｉ＋）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミ
ナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三酸
化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上に
形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流
も大きな、Ｂ１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−
３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系、または、ランタノイド
系元素（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミック
ス超伝導体と、 （ｉｖ）例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアル
ミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手できる三
酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板上
に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電
流も大きなり１−３ｒＣａ−Ｃｕ−０系もしくはＢｒ−
３ｒ−ＣａＣｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元素
（但しＹは除＜）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝
導体を製造する方法と を提供することにある。
上記四つの目的のそれぞれは、それぞれ下記の手段によ
って達成される。
って達成される。
第１の目的（アルミナを主成分とする基板等アルミニウ
ム系基板上に臨界温度の高いＹ−ＢａＣｕ−０系セラミ
ックス超伝導体物質の薄層を形成する方法の提供）を達
成する手段は、アルミナを主成分とする基板（１）上に
酸化マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層
（２）を形成し、該バリヤ層（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕＯ系セラミックス超伝導物質の薄層（３１）を形成し
、前記各層（１）・ （２）・ （３１）を焼成する超
伝導膜の製造方法によって達成される。
ム系基板上に臨界温度の高いＹ−ＢａＣｕ−０系セラミ
ックス超伝導体物質の薄層を形成する方法の提供）を達
成する手段は、アルミナを主成分とする基板（１）上に
酸化マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層
（２）を形成し、該バリヤ層（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃ
ｕＯ系セラミックス超伝導物質の薄層（３１）を形成し
、前記各層（１）・ （２）・ （３１）を焼成する超
伝導膜の製造方法によって達成される。
第２の目的（上記の製造工程に直接使用される基板の提
供）を達成する手段は、アルミナを主成分とし、その表
面には四酸化二アルミニウム化マグネシウムの薄層（２
１）が形成されており、その上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０
系セラミックス超伝導物質の薄層（３１）を形成し、そ
の後、前記各層（２１）・ （３１）を焼成して超伝導
膜を製造する工程に使用する超伝導膜製造用基板によっ
て達成される。
供）を達成する手段は、アルミナを主成分とし、その表
面には四酸化二アルミニウム化マグネシウムの薄層（２
１）が形成されており、その上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０
系セラミックス超伝導物質の薄層（３１）を形成し、そ
の後、前記各層（２１）・ （３１）を焼成して超伝導
膜を製造する工程に使用する超伝導膜製造用基板によっ
て達成される。
第３の目的（例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かい
アルミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手でき
る三酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基
板上に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨
界電流も大きな、’Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○系もし
くはＢｒ−３ｒＣａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系、または、ラン
タノイド系元素（但しＹは除（） −Ｂ ａ−Ｃｕ−０
系セラミックス超伝導体の提供）を達成する手段は、Ｂ
１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくばＢｒ５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元素（但しＹ
は除（）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体は、
アルミナを主成分とする基板（１）上に、酸化マグネシ
ウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２）が形成
され、該バリヤ層（２）上に、 （イ）一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、（ロ）ランタン
、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウ
ム、ガドリニウム、ヂスプ０シウム、ホルミウム、エル
ビウム、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群
から選択されたランタノイド系元素（但しイットリュウ
ムは除く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２
：３の割合で含有する酸化物系超伝導物質よりなるペロ
ブスカイト型超伝導物質の薄層（３）が形成されている
超伝導膜によって達成される。
アルミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手でき
る三酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基
板上に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨
界電流も大きな、’Ｂ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○系もし
くはＢｒ−３ｒＣａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系、または、ラン
タノイド系元素（但しＹは除（） −Ｂ ａ−Ｃｕ−０
系セラミックス超伝導体の提供）を達成する手段は、Ｂ
１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくばＢｒ５ｒ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタノイド系元素（但しＹ
は除（）−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体は、
アルミナを主成分とする基板（１）上に、酸化マグネシ
ウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２）が形成
され、該バリヤ層（２）上に、 （イ）一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、（ロ）ランタン
、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウ
ム、ガドリニウム、ヂスプ０シウム、ホルミウム、エル
ビウム、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群
から選択されたランタノイド系元素（但しイットリュウ
ムは除く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２
：３の割合で含有する酸化物系超伝導物質よりなるペロ
ブスカイト型超伝導物質の薄層（３）が形成されている
超伝導膜によって達成される。
第４の目的（例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かい
アルミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手でき
る三酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基
板上に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨
界電流も大きなりｉＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくは
Ｂｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタンイ
ド系元素（但しイットリュウムは除（） −Ｂａ−Ｃｕ
Ｏ系セラミックス超伝導体を製造する方法の提供）を達
成する手段は、Ｂ ｉ −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もし
くはＢｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタ
ノイド系元素（但しイットリュウムは除＜） Ｂａ−
Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体を製造するには、 一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、ランタン、ネオ
ジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム
、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群から選
択されたランタノイド系元素（但しイットリュウムは除
く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１１：３の割
合で含有する酸化物系超伝導物質アルミナを主成分とす
る基板（１）上に、酸化マグネシウムを主成分とする物
質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリヤ層（２）
上にペロブスカイト型酸化物超伝導物質を構成する元素
を、その組成比に含む酸化物の薄層（４）を形成し、熱
処理を実行して、前記酸化物の薄層（４）を、ペロブス
カイト型超伝導物質の薄層（３）に転換する超伝導膜の
製造方法によって達成される。
アルミナ基板）等として大口径の基板が容易に入手でき
る三酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基
板上に形成することができ、しかも、臨界温度が高く臨
界電流も大きなりｉＳ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もしくは
Ｂｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタンイ
ド系元素（但しイットリュウムは除（） −Ｂａ−Ｃｕ
Ｏ系セラミックス超伝導体を製造する方法の提供）を達
成する手段は、Ｂ ｉ −３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系もし
くはＢｒ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｐｂ−０系またはランタ
ノイド系元素（但しイットリュウムは除＜） Ｂａ−
Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体を製造するには、 一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質、または、ランタン、ネオ
ジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガ
ドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム
、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシウムの群から選
択されたランタノイド系元素（但しイットリュウムは除
く）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１１：３の割
合で含有する酸化物系超伝導物質アルミナを主成分とす
る基板（１）上に、酸化マグネシウムを主成分とする物
質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリヤ層（２）
上にペロブスカイト型酸化物超伝導物質を構成する元素
を、その組成比に含む酸化物の薄層（４）を形成し、熱
処理を実行して、前記酸化物の薄層（４）を、ペロブス
カイト型超伝導物質の薄層（３）に転換する超伝導膜の
製造方法によって達成される。
この酸化マグネシウムバリヤ層（２）はアルミナ基板（
１）と反応してバリヤ効果の大きな層となる。換言すれ
ば、酸化マグネシウムはアルミナに対して比較的安定し
ているので、高温で反応を行わせることにより、非常に
安定な物質となり、超伝導膜を形成するための焼成工程
において極めて有効なバリヤ層として機能する。
１）と反応してバリヤ効果の大きな層となる。換言すれ
ば、酸化マグネシウムはアルミナに対して比較的安定し
ているので、高温で反応を行わせることにより、非常に
安定な物質となり、超伝導膜を形成するための焼成工程
において極めて有効なバリヤ層として機能する。
酸化マグネシウムをアルミナと１ 、６００°Ｃ以上で
反応させると、四酸化二アルミニウム化マグネシウム（
ＭｇＡｆ□０．）（２１）が生成する。この化合物は一
般に９００°Ｃ程度で焼成される超伝導物質に対しては
極めて有効な拡散バリヤーとして機能する。したがって
、予めアルミナ等の基板表面に四酸化二アルミニウム化
マグネシウム（Ｍ ｇ Ａ ｌ ｚＯ，）（２１）の層
を形成しておき、この基板に超伝導物質の膜を形成し、
この積層体を焼成することにより臨界温度（Ｔｃ）を高
くすることができる。
反応させると、四酸化二アルミニウム化マグネシウム（
ＭｇＡｆ□０．）（２１）が生成する。この化合物は一
般に９００°Ｃ程度で焼成される超伝導物質に対しては
極めて有効な拡散バリヤーとして機能する。したがって
、予めアルミナ等の基板表面に四酸化二アルミニウム化
マグネシウム（Ｍ ｇ Ａ ｌ ｚＯ，）（２１）の層
を形成しておき、この基板に超伝導物質の膜を形成し、
この積層体を焼成することにより臨界温度（Ｔｃ）を高
くすることができる。
なお、酸化マグネシウムの層（２）の上に超伏導物質の
膜を形成し、この積層体を同時に焼成することも可能で
ある。この場合、酸化マグネシウムは基板と反応し、拡
散バリヤーを作るが、超伝導物質とも反応する。しかし
、酸化マグネシウムは超伝導物質と反応したとしても、
はとんどその特性を悪化させない。
膜を形成し、この積層体を同時に焼成することも可能で
ある。この場合、酸化マグネシウムは基板と反応し、拡
散バリヤーを作るが、超伝導物質とも反応する。しかし
、酸化マグネシウムは超伝導物質と反応したとしても、
はとんどその特性を悪化させない。
基板としては、アルミニュウム（ＡＡ）を主成分とする
ことが必要であり、例えばアルミナ（，１１，Ｏ，）
、三酸化二クロＬ （Ｃｒ ｚ Ｏｉ ）が添加された
アルミナ（ＡＩ！、ｚ ０３ ）等の基板を用いること
ができる。
ことが必要であり、例えばアルミナ（，１１，Ｏ，）
、三酸化二クロＬ （Ｃｒ ｚ Ｏｉ ）が添加された
アルミナ（ＡＩ！、ｚ ０３ ）等の基板を用いること
ができる。
前記方法では、酸化マグネシウム含有物質の層の厚みは
０．５ｎ以上であることが好ましい。酸化マグネシウム
の層は、スパッタ法、真空蒸着法等緻密な膜を作ること
ができる方法であれば、いずれの方法を使用しても形成
されうる。
０．５ｎ以上であることが好ましい。酸化マグネシウム
の層は、スパッタ法、真空蒸着法等緻密な膜を作ること
ができる方法であれば、いずれの方法を使用しても形成
されうる。
本発明に係る酸化物系ペロブスカイト型超伝導膜は、ア
ルミナを含有する基板１とペロブスカイト型酸化物超伝
導膜３ （Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導物
質の薄層（３１）等を含む。）との間に、酸化マグネシ
ウムを含有する物質よりなるバリヤＮ２が介在しており
、このバリヤ層２によって、基板１に含有されるアルミ
ニウムと酸化物系ペロブスカイト型超伝導体を構成する
元素との接触が遮断され、それらの間の反応が抑制され
るので、バリヤ層２上に形成される酸化物系ペロブスカ
イト型超伝導膜３ （Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミック
ス超伝導物質の薄層（３１）等を含む。）の組成は最適
となり、その結果、超伝導特性は極めて良好になり、臨
界温度が高く臨界電流が大きくなる。
ルミナを含有する基板１とペロブスカイト型酸化物超伝
導膜３ （Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導物
質の薄層（３１）等を含む。）との間に、酸化マグネシ
ウムを含有する物質よりなるバリヤＮ２が介在しており
、このバリヤ層２によって、基板１に含有されるアルミ
ニウムと酸化物系ペロブスカイト型超伝導体を構成する
元素との接触が遮断され、それらの間の反応が抑制され
るので、バリヤ層２上に形成される酸化物系ペロブスカ
イト型超伝導膜３ （Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミック
ス超伝導物質の薄層（３１）等を含む。）の組成は最適
となり、その結果、超伝導特性は極めて良好になり、臨
界温度が高く臨界電流が大きくなる。
以下、本発明に係る実施例を各請求項毎にさらに詳細に
説明する。
説明する。
１ − １・２に
第１ａ図参照
高純度アルミナ（ＦＧＡ）基板１上に酸化マグネシウム
をターゲットとして、厚さ２，０００人の酸化マグネシ
ウムの薄膜２を形成する。
をターゲットとして、厚さ２，０００人の酸化マグネシ
ウムの薄膜２を形成する。
第１ｂ図参照
その上に、ＹとＢａとＣｕとを１：２：３のモル比に含
有する薄膜４１を厚さ２−に形成する。
有する薄膜４１を厚さ２−に形成する。
第１ｃ図参照
この積層体１・２・４１を８７０°Ｃ１３０分、酸素雰
囲気中で焼成をなして、ＹＢａ、Ｃｕ３０７−δよりな
る超伝導膜３１を形成する。
囲気中で焼成をなして、ＹＢａ、Ｃｕ３０７−δよりな
る超伝導膜３１を形成する。
この超伝導膜３１の電気抵抗率対温度の関係を第５図に
示す。
示す。
比較例として第３図のＹＢａ２ Ｃｕ３０７〜δ超伝導
膜の電気抵抗の温度変化も第５図に再出する。
膜の電気抵抗の温度変化も第５図に再出する。
第５図は、アルミナ基板１を構成するアルミニウムがＹ
、Ｂ ａｚ Ｃｕ３０７−δ中に拡散して超伝導特性を
低下することを、バリヤ層としての酸化マグネシウム層
２が、有効に防止していることが明らかに示す。
、Ｂ ａｚ Ｃｕ３０７−δ中に拡散して超伝導特性を
低下することを、バリヤ層としての酸化マグネシウム層
２が、有効に防止していることが明らかに示す。
また、上記工程においては、ＦＧＡ基板１上に形成され
た酸化酸化マグネシウムの薄膜２の上に、ＹとＢａとＣ
ｕとを１：２：３のモル比に含有する薄膜４１を形成し
た後、これらを一体として、焼成すること−しであるが
、本発明の作用は、上記のとおり、酸化マグネシウムと
アルミナとを反応させて安定な化合物に転換し、この安
定な化合物のバリヤ特性を活用するものであるから、Ｆ
ＧＡ基板１上に酸化マグネシウムの薄膜２を形成した後
−旦熱処理をなして、上記の安定な化合物を形成し、そ
の後、ＹとＢａとＣｕとを１．：２：３のモル比に含有
する薄１１Ｊ４１を形成し、再度熱処理をなして、良質
のＹＢａｚ Ｃｕ３０７−δを形成してもよいことは云
うまでもない。
た酸化酸化マグネシウムの薄膜２の上に、ＹとＢａとＣ
ｕとを１：２：３のモル比に含有する薄膜４１を形成し
た後、これらを一体として、焼成すること−しであるが
、本発明の作用は、上記のとおり、酸化マグネシウムと
アルミナとを反応させて安定な化合物に転換し、この安
定な化合物のバリヤ特性を活用するものであるから、Ｆ
ＧＡ基板１上に酸化マグネシウムの薄膜２を形成した後
−旦熱処理をなして、上記の安定な化合物を形成し、そ
の後、ＹとＢａとＣｕとを１．：２：３のモル比に含有
する薄１１Ｊ４１を形成し、再度熱処理をなして、良質
のＹＢａｚ Ｃｕ３０７−δを形成してもよいことは云
うまでもない。
第２実施例（求 ３に
第１ｄ図参照
ＹＢａ、Ｃｕ、０７−δよりなる超伝導薄膜を製造する
ための上記第１の実施例において、酸化７グネシウムの
薄膜２に代えて四酸化二アルミニウム化マグネシウム（
ＭｇＡｊ２２０．）２１を使用しても、お−むね同一の
結果が得られる。
ための上記第１の実施例において、酸化７グネシウムの
薄膜２に代えて四酸化二アルミニウム化マグネシウム（
ＭｇＡｊ２２０．）２１を使用しても、お−むね同一の
結果が得られる。
なお、ＦＧＡ基板１上に酸化マグネシウムの薄膜２に代
えて四酸化二アルミニウム化マグネシウム（Ｍ ｇ Ａ
ｆｆｉ□０４）２１を形成する手法は上記の他に多数
存在する。そのため、アルミナを主成分とするＦＧＡ基
板１上に酸化マグネシウムの薄膜２に代えて四酸化二ア
ルミニウム化マグネシウム（ＭｇＡｆｆｉｚ ０４）２
１が形成されている基板は、ＹＢａｚ Ｃｕ３ｏ？−δ
よりなる超伝導薄膜３１を製造するための中間体である
が、独自の商品として産業上利用可能である。
えて四酸化二アルミニウム化マグネシウム（Ｍ ｇ Ａ
ｆｆｉ□０４）２１を形成する手法は上記の他に多数
存在する。そのため、アルミナを主成分とするＦＧＡ基
板１上に酸化マグネシウムの薄膜２に代えて四酸化二ア
ルミニウム化マグネシウム（ＭｇＡｆｆｉｚ ０４）２
１が形成されている基板は、ＹＢａｚ Ｃｕ３ｏ？−δ
よりなる超伝導薄膜３１を製造するための中間体である
が、独自の商品として産業上利用可能である。
ＦＧＡ基板上に、Ｂ ｌｚ Ｓ ｒｗ ｃａ、Ｃｕｔ
Ｏｎを形成する例について述べる。
Ｏｎを形成する例について述べる。
第１ｅ図参照
厚さｌｌｌｌ１１程度のＦＧＡ基板１上に、酸化マグネ
シウムのターゲットを使用して、基板温度を４００゛Ｃ
としてスパッタをなし、厚さ３，０００人程度の酸化マ
グネシウムの膜２を形成する。
シウムのターゲットを使用して、基板温度を４００゛Ｃ
としてスパッタをなし、厚さ３，０００人程度の酸化マ
グネシウムの膜２を形成する。
第１ｆ図参照
つ−゛いて、ＢｉＯと５ｒｚＯ３とＣａＯとＣ’ｕＯと
を１：１：１：２のモル比に含有する組成物をターゲッ
トを使用して、基板温度を４００°Ｃとしてスパッタを
なし、ＢｉとＳｒとＣａとＣｕとを、２：２：１：２の
割合に含有し、厚さが約１ｐｍの酸化物の膜４２を形成
する。
を１：１：１：２のモル比に含有する組成物をターゲッ
トを使用して、基板温度を４００°Ｃとしてスパッタを
なし、ＢｉとＳｒとＣａとＣｕとを、２：２：１：２の
割合に含有し、厚さが約１ｐｍの酸化物の膜４２を形成
する。
第１ｇ図参照
この積層体（１・２・４２）を８５０°Ｃの温度におい
て、３０分間大気中で焼結をなして、上記のペロブスカ
イト型超伝導体層であるＢｉ、Ｓｒ。
て、３０分間大気中で焼結をなして、上記のペロブスカ
イト型超伝導体層であるＢｉ、Ｓｒ。
ＣａＣｕｚＯｓ層３２を形成する。
以上の工程をもって製造したペロブスカイト型超伝導体
層であるＢ ｉｚ Ｓ ｒｚ Ｃａ ＣＬＩｇ ０１１
層３２のＸ線回折パターンを第６図に示す。Ｂ ｉ ２
ＳｒｚＣａＣｕｚ○８の超伝導層３２に起因する（００
ｎ）のピークが４個所明確に認められ、Ｃ軸配向した超
伝導体が形成されていることが確認されると−もに、ア
ルミニウムとビスマスとが反応して生成される九酸化四
アルミニウム化二ビスマス（ＡＩ！、４Ｂ ｉ２０．）
及びアルミニウムとカルシウムとが反応して生成される
十四酸化六アルミニウム化五カルシウム（Ｃａ ｓ Ａ
１６０ ＋ ４）に起因するピークは認識されない。
層であるＢ ｉｚ Ｓ ｒｚ Ｃａ ＣＬＩｇ ０１１
層３２のＸ線回折パターンを第６図に示す。Ｂ ｉ ２
ＳｒｚＣａＣｕｚ○８の超伝導層３２に起因する（００
ｎ）のピークが４個所明確に認められ、Ｃ軸配向した超
伝導体が形成されていることが確認されると−もに、ア
ルミニウムとビスマスとが反応して生成される九酸化四
アルミニウム化二ビスマス（ＡＩ！、４Ｂ ｉ２０．）
及びアルミニウムとカルシウムとが反応して生成される
十四酸化六アルミニウム化五カルシウム（Ｃａ ｓ Ａ
１６０ ＋ ４）に起因するピークは認識されない。
換言すれば、アルミニウムとビスマスとは反応せず、九
酸化四アルミニウム化二ビスマス（Ａｊ２４Ｂ ｉｚ
Ｏｑ ）は生成されず、アルミニウムとカルシウムとも
反応せず、十四酸化六アルミニウム化五カルシウム（ｃ
ａ ｓ Ａｉ ｂ ０１４ ）も生成しないことが確
認されている。よって、最適組成のＢ ｉｚ Ｓ ｒ２
ＣａＣｕｚ ｏｅが形成されていることが明らかに確
認される。
酸化四アルミニウム化二ビスマス（Ａｊ２４Ｂ ｉｚ
Ｏｑ ）は生成されず、アルミニウムとカルシウムとも
反応せず、十四酸化六アルミニウム化五カルシウム（ｃ
ａ ｓ Ａｉ ｂ ０１４ ）も生成しないことが確
認されている。よって、最適組成のＢ ｉｚ Ｓ ｒ２
ＣａＣｕｚ ｏｅが形成されていることが明らかに確
認される。
また、上記の工程をもって製造したペロブスカイト型超
伝導体層であるＢｉｚ Ｓｒｚ ＣａＣｕ２０Ｂ層３２
の電気抵抗対周囲温度の関係を測定してグラフに表した
ものが第７図である。電気抵抗は約９０に以下において
急減して約５０Ｋにおいて完全に零になっている。
伝導体層であるＢｉｚ Ｓｒｚ ＣａＣｕ２０Ｂ層３２
の電気抵抗対周囲温度の関係を測定してグラフに表した
ものが第７図である。電気抵抗は約９０に以下において
急減して約５０Ｋにおいて完全に零になっている。
上記説明においては、Ｂｉ２５ｒｚ ＣａＣｕ２０Ｂよ
りなる超伝導薄膜について述べであるが、スパッタ法に
使用するターゲットをいくらか変更することにより、Ｂ
１２ Ｓｒｚ Ｃａｚ Ｃｕｉ ｏ２とすることは容
易であり、この場合も上記と同一の効果が実現すること
が確認されている。
りなる超伝導薄膜について述べであるが、スパッタ法に
使用するターゲットをいくらか変更することにより、Ｂ
１２ Ｓｒｚ Ｃａｚ Ｃｕｉ ｏ２とすることは容
易であり、この場合も上記と同一の効果が実現すること
が確認されている。
ＦＧＡ基板上に、Ｂ ｊｚ Ｓ ｒｚ Ｃａｔ Ｃｕｚ
Ｐｂ＋Ｏａを形成する例について述べる。
Ｐｂ＋Ｏａを形成する例について述べる。
第１ｈ図参照
厚さｌ ｍｍ程度のＦＧＡ基ｔｒＩｉ、１上に、酸化マ
グネシウムのターゲットを使用して、基板温度を４００
°Ｃとしてスパッタをなし、厚さ３，０００人程度の酸
化マグネシウムの膜２を形成する。
グネシウムのターゲットを使用して、基板温度を４００
°Ｃとしてスパッタをなし、厚さ３，０００人程度の酸
化マグネシウムの膜２を形成する。
第１１図参照
つ−いて、ＢｉＯと５ｒ２０ｚとＣａＯとＣｕとＰｂＯ
と０とを１：１：１：１：２のモル比に含有する組成物
をターゲットを使用して、基板温度を４００°Ｃとして
スパッタをなし、ＢｉとＳｒとＣａとＣｕとＰｂとを、
２：２：１：２：１の割合に含有し、厚さが約１ｎの酸
化物の膜４３を形成する。
と０とを１：１：１：１：２のモル比に含有する組成物
をターゲットを使用して、基板温度を４００°Ｃとして
スパッタをなし、ＢｉとＳｒとＣａとＣｕとＰｂとを、
２：２：１：２：１の割合に含有し、厚さが約１ｎの酸
化物の膜４３を形成する。
第１ｊ図参照
この積層体（１・２・４３）を８５０°Ｃの温度におい
て、３０分間大気中で焼結をなして、上記のペロブスカ
イト型超伝導体層であるＢｉ２５ｒ２Ｃａ Ｃｕ２ Ｐ
ｂ＋ ０１１層３３を形成する。
て、３０分間大気中で焼結をなして、上記のペロブスカ
イト型超伝導体層であるＢｉ２５ｒ２Ｃａ Ｃｕ２ Ｐ
ｂ＋ ０１１層３３を形成する。
以上の工程をもって製造したペロブスカイト型超伝導体
層であるＢｉｚ Ｓｒ２ ＣａＣｕ、Ｐｂ。
層であるＢｉｚ Ｓｒ２ ＣａＣｕ、Ｐｂ。
０１１層３３の電気抵抗対周囲温度の関係を測定してグ
ラフに表したものが第８図である。電気抵抗は約１１０
に以下において完全に零になっている。
ラフに表したものが第８図である。電気抵抗は約１１０
に以下において完全に零になっている。
この現象は、アルミニウムとビスマスとは反応セス、九
酸化四アルミニウム化二ビスマス（Ａｉ４ＢｉｚＯ７）
は生成されず、アルミニウムとカルシウムとも反応せず
、十四酸化六アルミニウム化五カルシウム（Ｃａ ｓ
Ａ ｌ ｂ ０１４ ）も生成せず、最適組成のＢｉ２
５ｒｚ ＣａＣｕｚ Ｐｂｌ Ｏｅが形成されているこ
とが明らかに示す。
酸化四アルミニウム化二ビスマス（Ａｉ４ＢｉｚＯ７）
は生成されず、アルミニウムとカルシウムとも反応せず
、十四酸化六アルミニウム化五カルシウム（Ｃａ ｓ
Ａ ｌ ｂ ０１４ ）も生成せず、最適組成のＢｉ２
５ｒｚ ＣａＣｕｚ Ｐｂｌ Ｏｅが形成されているこ
とが明らかに示す。
上記説明においては、Ｂ ｉｔ Ｓｒｚ ＣａＣｕｚｐ
ｂ、ｏｓよりなる超伝導薄膜について述べであるが、ス
パッタ法に使用するターゲットをいくらか変更すること
により、Ｂｉ２５ｒｚ Ｃａ２Ｃｕａｐｂ、ｏ、とする
ことは容易であり、この場合も上記と同一の効果が実現
することが確認されている。
ｂ、ｏｓよりなる超伝導薄膜について述べであるが、ス
パッタ法に使用するターゲットをいくらか変更すること
により、Ｂｉ２５ｒｚ Ｃａ２Ｃｕａｐｂ、ｏ、とする
ことは容易であり、この場合も上記と同一の効果が実現
することが確認されている。
以上の実施例は、Ｂｉ系についてのみ述べであるが、イ
ットリュウムを除くランタノイド系元素（ランタン、セ
リウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、
サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム
、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツウリウ
ム、イッテルビウム、及びルテシウムの群から選択され
た元素）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２：
３の割合で含有する酸化物系超伝導物質に代えても、お
−むね同一の効果のあることが確認されている。
ットリュウムを除くランタノイド系元素（ランタン、セ
リウム、プラセオジウム、ネオジウム、プロメチウム、
サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム
、ヂスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツウリウ
ム、イッテルビウム、及びルテシウムの群から選択され
た元素）のいずれかと、バリウムと、銅とを、１：２：
３の割合で含有する酸化物系超伝導物質に代えても、お
−むね同一の効果のあることが確認されている。
第１に図参照
高純度アルミナ（ＦＧＡ）基板１上に酸化マグネシウム
をターゲットとして、厚さ２，０００人の酸化マグネシ
ウムの薄膜２を形成する。
をターゲットとして、厚さ２，０００人の酸化マグネシ
ウムの薄膜２を形成する。
第１Ｉ！、図参照
その上に、イットリニウムを除くランタノイド系元素（
ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユ
ーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシ
ウムの群から選択された元素）のいずれかと、バリウム
と、銅とを、１：２：３のモル比に含有する薄膜４４を
厚さ２７ｎに形成する。
ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユ
ーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビウム、ルテシ
ウムの群から選択された元素）のいずれかと、バリウム
と、銅とを、１：２：３のモル比に含有する薄膜４４を
厚さ２７ｎに形成する。
第１ｍ図参照
この積層体１・２・４４を８７０°Ｃ１３０分、酸素雰
囲気中で焼成をなして、イットリニウムを除くランタノ
イド系元素（ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サ
マリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウ
ム、ホルミウム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビ
ウム、ルテシウムの群から選択された元素）のいずれか
と、バリウムと、銅とを、１：２：３の割合で含有する
酸化物系超伝導物質膜（ＬａＢａ、Ｃｕｓ Ｏｌ−δ（
δ＜０．５ ）をもって表わされる酸化物系超伝導物質
の膜）３４を形成する。
囲気中で焼成をなして、イットリニウムを除くランタノ
イド系元素（ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サ
マリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウ
ム、ホルミウム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビ
ウム、ルテシウムの群から選択された元素）のいずれか
と、バリウムと、銅とを、１：２：３の割合で含有する
酸化物系超伝導物質膜（ＬａＢａ、Ｃｕｓ Ｏｌ−δ（
δ＜０．５ ）をもって表わされる酸化物系超伝導物質
の膜）３４を形成する。
この超伝導膜３４の電気抵抗率対温度の関係も第７図と
同程度であり、実用上十分使用に耐える電気抵抗率対温
度特性を示す。
同程度であり、実用上十分使用に耐える電気抵抗率対温
度特性を示す。
以上説明したように、本発明によれば、（ｉ）アルミナ
を主成分とする基板（１）上に酸化マグネシウムを主成
分とする物質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリ
ヤ層（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超
伝導物質の薄層（３１）を形成し、前記各層（１）・
（２）・（３１）を焼成すること＼されているので、ア
ルミニウムが超電導膜中に拡散することを防止でき、上
記のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体層（３
１）の組成は最適の組成となり、安価かつ大面積であり
、量産が可能なアルミニウムを主成分とする基板例えば
アルミナを主成分とする基板等アルミニウム系基板上に
臨界温度の高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝
導体物質の薄層を形成することができる。
を主成分とする基板（１）上に酸化マグネシウムを主成
分とする物質よりなるバリヤ層（２）を形成し、該バリ
ヤ層（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超
伝導物質の薄層（３１）を形成し、前記各層（１）・
（２）・（３１）を焼成すること＼されているので、ア
ルミニウムが超電導膜中に拡散することを防止でき、上
記のＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体層（３
１）の組成は最適の組成となり、安価かつ大面積であり
、量産が可能なアルミニウムを主成分とする基板例えば
アルミナを主成分とする基板等アルミニウム系基板上に
臨界温度の高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝
導体物質の薄層を形成することができる。
（ｉｔ ）アルミナを主成分とし、その表面には四酸化
二アルミニウム化マグネシウムの薄層（２１）が形成さ
れているので、この基板は、アルミニウムが超電導膜中
に拡散することを防止でき、その上に形成されるＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体層（３１）の組成
は最適の組成となり、安価かつ大面積であり、量産が可
能なアルミニウムを主成分とする基板例えばアルミナを
主成分とする基板等アルミニウム系基板上に、臨界温度
の高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質
の薄層を形成する方法に直接使用される基板として使用
しうる。
二アルミニウム化マグネシウムの薄層（２１）が形成さ
れているので、この基板は、アルミニウムが超電導膜中
に拡散することを防止でき、その上に形成されるＹ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体層（３１）の組成
は最適の組成となり、安価かつ大面積であり、量産が可
能なアルミニウムを主成分とする基板例えばアルミナを
主成分とする基板等アルミニウム系基板上に、臨界温度
の高いＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミックス超伝導体物質
の薄層を形成する方法に直接使用される基板として使用
しうる。
（ｉｉ＋）アルミナを主成分とする基板（１）上に、酸
化マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（
２）が形成され、該バリヤ層（２）上に、（イ）一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質（３２・３３）、または、
（ロ）ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビウム、
ルテシウムの群から選択されたランタノイド系元素（但
しイットリニウムは除く）のいずれかと、バリウムと、
銅とを、１：２：３の割合で含有する酸化物系超伝導物
質よりなるペロブスカイト型超伝導物質の薄層（３４）
が形成されているので、安価かつ大面積であり、量産が
可能なアルミニウムが超伝導膜中に拡散することを防止
でき、上記のペロブスカイト型超伝導体層の組成は最適
の組成となり、これらのＢ１−３ｒＣａ−Ｃａ−０系も
しくはＢｒ−３ｒ−ＣａＣｕ−Ｐｂ−０系またはランタ
ンイド系元素（但しＹは除（） −Ｂ ａ−Ｃｕ−０系
セラミックス超伝導体は、安価かつ大面積であり、量産
が可能な大口径の基板が容易に入手できる三酸化ニアル
ミニウム（アルミナ）を主成分とする基板例えばＦＧＡ
（高純度であり粒子が細かいアルミナ基板）等の上に形
成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も
大きくできる。
化マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（
２）が形成され、該バリヤ層（２）上に、（イ）一般式 ％式％ をもって表される超伝導物質（３２・３３）、または、
（ロ）ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビウム、
ルテシウムの群から選択されたランタノイド系元素（但
しイットリニウムは除く）のいずれかと、バリウムと、
銅とを、１：２：３の割合で含有する酸化物系超伝導物
質よりなるペロブスカイト型超伝導物質の薄層（３４）
が形成されているので、安価かつ大面積であり、量産が
可能なアルミニウムが超伝導膜中に拡散することを防止
でき、上記のペロブスカイト型超伝導体層の組成は最適
の組成となり、これらのＢ１−３ｒＣａ−Ｃａ−０系も
しくはＢｒ−３ｒ−ＣａＣｕ−Ｐｂ−０系またはランタ
ンイド系元素（但しＹは除（） −Ｂ ａ−Ｃｕ−０系
セラミックス超伝導体は、安価かつ大面積であり、量産
が可能な大口径の基板が容易に入手できる三酸化ニアル
ミニウム（アルミナ）を主成分とする基板例えばＦＧＡ
（高純度であり粒子が細かいアルミナ基板）等の上に形
成することができ、しかも、臨界温度が高く臨界電流も
大きくできる。
（ｉｖ）アルミナを主成分とする基板（１）上に、酸化
マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２
）を形成し、該バリヤ層（２）上に、上記（ｉｉｉ）と
同様のペロブスカイト型酸化物超伝導物質を構成する元
素を、その組成比に含む酸化物の薄層（４２・４３・４
４）を形成し、熱処理を実行して、前記酸化物の薄層（
４２・４３・４４）を、ペロブスカイト型超伝導物質の
薄層（３２・３３・３４）に転換すること＼されている
ので、上記（ｉｉｉ）と同様、アルミニウムが超電導膜
中に拡散することを防止でき、上記のペロブスカイト型
超伝導体層の組成は最適の組成となり、安価かつ大面積
であり、量産が可能な大口径の基板が容易に入手できる
一酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板
例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミナ基板
）等の上に形成することができ、しかも、臨界温度が高
く臨界電流も大きくできる。
マグネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２
）を形成し、該バリヤ層（２）上に、上記（ｉｉｉ）と
同様のペロブスカイト型酸化物超伝導物質を構成する元
素を、その組成比に含む酸化物の薄層（４２・４３・４
４）を形成し、熱処理を実行して、前記酸化物の薄層（
４２・４３・４４）を、ペロブスカイト型超伝導物質の
薄層（３２・３３・３４）に転換すること＼されている
ので、上記（ｉｉｉ）と同様、アルミニウムが超電導膜
中に拡散することを防止でき、上記のペロブスカイト型
超伝導体層の組成は最適の組成となり、安価かつ大面積
であり、量産が可能な大口径の基板が容易に入手できる
一酸化ニアルミニウム（アルミナ）を主成分とする基板
例えばＦＧＡ（高純度であり粒子が細かいアルミナ基板
）等の上に形成することができ、しかも、臨界温度が高
く臨界電流も大きくできる。
第１ａ図〜第１ｃ図は、本発明の請求項１・２に対応す
る第１実施例に係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜の
製造工程図である。 第１ｄ図は、本発明の請求項３に対応する第２実施例に
係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜製造用基板断面図
である。 第１ｅ図〜第１ｇ図は、本発明の請求項４・５・７・８
に対応する第３実施例に係るＢｉｚＳｒｚＣａＩ Ｃｕ
２０ｓ系超伝導体膜の製造工程図である。 第１ｈ図〜第１ｊ図は、本発明の請求項４・５・７・８
に対応する第４実施例に係るＢｉ、５ｒ２Ｃａ１Ｃｕｔ
Ｐｂ＋ ＯＩｌ系超伝導体膜の製造工程図である。 第１に図〜第１ｍ図は、本発明の請求項４・６・７・９
に対応する第５実施例に係るＬａ系超伝導体膜（ＬａＢ
ａ、Ｃｕ、Ｏ，−δ（δ＜０．５ ）をもって表わされ
る酸化物系超伝導物質の膜）の製造工程図である。 第２図は、従来技術に係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導
体膜のＸ線回折パターンである。 第３図は、従来技術に係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導
体膜の電気抵抗率対温度の関係を示すグラフである。 第４図は、従来技術に係るＢ ｉｚ Ｓ ｒｚ Ｃａ＋
Ｃｕ２０ｅ超伝導体膜のＸ線回折パターンである。 第５図は、本発明の請求項１に対応する第１実施例に孫
るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜の電気抵抗率対温度
の関係を示すグラフである。 第６図は、本発明の請求項４・５・７・８に対応Ｃ，Ｏ
Ｏ− する第３実施例に係るＢ ｉｚ Ｓ ｒｔ Ｃａｔ Ｃ
ｕｚ０８超伝導体膜のＸ線回折パターンである。 第７図は、本発明の請求項４・５・７・８に対応する第
３実施例に係るＢｉ、Ｓｒ２ Ｃａ、ＣＬ１２０６超伝
導体膜の電気抵抗率対温度の関係を示すグラフである。 第８図は、本発明の請求項４・５・７・８に対応する第
４実施例に係るＢ Ｌ Ｓｒｚ Ｃａｔ ＣｕｚＰｂ＋
Ｏｅ超伝導体膜の電気抵抗率対温度の関係を示すグラフ
である。 １・・・アルミナ基板（ＦＧＡ等）、 ２・・・バリヤ層（酸化マグネシウムを主成分とする物
質よりなる層）、 ２１・・・四酸化二アルミニウム化マグネシウムの薄層
、 ３・・・ペロブスカイト型酸化物を含有する超伝導物質
の薄層、 ３１ ・・Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜、３２”
・Ｂｉ２５ｒ２Ｃａｔ Ｃｕｚ Ｏａ系超伝導３３・ ３４・ ４１・ ４２・ ４３・ ４４・ 体膜、 ・Ｂｉ、 Ｓｒｚ Ｃａ、 Ｃｕｚ Ｐｂ＋ ＯＩｌ系
超伝導体膜、 ・Ｌａ系超伝導体膜、 ・Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜の中間体、 ・Ｂｉｚ Ｓｒｚ Ｃａ＋ Ｃｕ２０ｅ系超伝導体膜の
中間体、 ’Ｂｉｚ Ｓｒｚ Ｃａ、 Ｃｕｚ Ｐｂ＋ Ｏｓ系超
伝導体膜の中間体、 ・Ｌａ系超伝導体膜の中間体。
る第１実施例に係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜の
製造工程図である。 第１ｄ図は、本発明の請求項３に対応する第２実施例に
係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜製造用基板断面図
である。 第１ｅ図〜第１ｇ図は、本発明の請求項４・５・７・８
に対応する第３実施例に係るＢｉｚＳｒｚＣａＩ Ｃｕ
２０ｓ系超伝導体膜の製造工程図である。 第１ｈ図〜第１ｊ図は、本発明の請求項４・５・７・８
に対応する第４実施例に係るＢｉ、５ｒ２Ｃａ１Ｃｕｔ
Ｐｂ＋ ＯＩｌ系超伝導体膜の製造工程図である。 第１に図〜第１ｍ図は、本発明の請求項４・６・７・９
に対応する第５実施例に係るＬａ系超伝導体膜（ＬａＢ
ａ、Ｃｕ、Ｏ，−δ（δ＜０．５ ）をもって表わされ
る酸化物系超伝導物質の膜）の製造工程図である。 第２図は、従来技術に係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導
体膜のＸ線回折パターンである。 第３図は、従来技術に係るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導
体膜の電気抵抗率対温度の関係を示すグラフである。 第４図は、従来技術に係るＢ ｉｚ Ｓ ｒｚ Ｃａ＋
Ｃｕ２０ｅ超伝導体膜のＸ線回折パターンである。 第５図は、本発明の請求項１に対応する第１実施例に孫
るＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜の電気抵抗率対温度
の関係を示すグラフである。 第６図は、本発明の請求項４・５・７・８に対応Ｃ，Ｏ
Ｏ− する第３実施例に係るＢ ｉｚ Ｓ ｒｔ Ｃａｔ Ｃ
ｕｚ０８超伝導体膜のＸ線回折パターンである。 第７図は、本発明の請求項４・５・７・８に対応する第
３実施例に係るＢｉ、Ｓｒ２ Ｃａ、ＣＬ１２０６超伝
導体膜の電気抵抗率対温度の関係を示すグラフである。 第８図は、本発明の請求項４・５・７・８に対応する第
４実施例に係るＢ Ｌ Ｓｒｚ Ｃａｔ ＣｕｚＰｂ＋
Ｏｅ超伝導体膜の電気抵抗率対温度の関係を示すグラフ
である。 １・・・アルミナ基板（ＦＧＡ等）、 ２・・・バリヤ層（酸化マグネシウムを主成分とする物
質よりなる層）、 ２１・・・四酸化二アルミニウム化マグネシウムの薄層
、 ３・・・ペロブスカイト型酸化物を含有する超伝導物質
の薄層、 ３１ ・・Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜、３２”
・Ｂｉ２５ｒ２Ｃａｔ Ｃｕｚ Ｏａ系超伝導３３・ ３４・ ４１・ ４２・ ４３・ ４４・ 体膜、 ・Ｂｉ、 Ｓｒｚ Ｃａ、 Ｃｕｚ Ｐｂ＋ ＯＩｌ系
超伝導体膜、 ・Ｌａ系超伝導体膜、 ・Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導体膜の中間体、 ・Ｂｉｚ Ｓｒｚ Ｃａ＋ Ｃｕ２０ｅ系超伝導体膜の
中間体、 ’Ｂｉｚ Ｓｒｚ Ｃａ、 Ｃｕｚ Ｐｂ＋ Ｏｓ系超
伝導体膜の中間体、 ・Ｌａ系超伝導体膜の中間体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ［１］アルミナを主成分とする基板（１）上に酸化マグ
ネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２）を
形成し、 該バリヤ層（２）上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミッ
クス超伝導物質の薄層（３１）を形成し、前記各層（１
）・（２）・（３１）を焼成することを特徴とする超伝
導膜の製造方法。 ［２］前記酸化マグネシウムを主成分とする物質よりな
るバリヤ層（２）と前記超伝導物質の薄層（３１）とを
同時に焼成する ことを特徴とする請求項１記載の超伝導膜の製造方法。 ［３］アルミナを主成分とし、その表面には四酸化二ア
ルミニウム化マグネシウムの薄層（２１）が形成されて
なり、その上に、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系セラミックス超
伝導物質の薄層（３１）を形成し、その後、前記各層（
２１）・（３１）を焼成して超伝導膜を製造する工程に
使用する ことを特徴とする超伝導膜製造用基板。 ［４］アルミナを主成分とする基板（１）上に、酸化マ
グネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２）
が形成され、 該バリヤ層（２）上に、酸化物を含有するペロブスカイ
ト型超伝導物質の薄層（３）が形成されてなる ことを特徴とする超伝導膜。 ［５］前記ペロブスカイト型超伝導物質は、一般式 Ｂｉ＿２（Ｓｒ＿１＿−＿ｘＣａ＿ｘ）＿ｍＣｕ＿ｎＰ
ｂ＿ｙＯ＿ｚ但し、 ０＜ｘ＜１であり、 ｍは３でありｎは２であるか、ｍは４でありｎは３であ
るかのいづれかであり、 ０＜ｙ＜１であり、 ｚ＞０である。 をもって表される超伝導物質である ことを特徴とする請求項４記載の超伝導膜。 ［６］前記酸化物を含有するペロブスカイト型超伝導物
質は、ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビウム、
ルテシウムの群から選択されたランタノイド系元素のい
ずれかと、バリウムと、銅とを、１：２：３の割合で含
有する酸化物系超伝導物質である ことを特徴とする請求項４記載の超伝導膜。 ［７］アルミナを主成分とする基板（１）上に、酸化マ
グネシウムを主成分とする物質よりなるバリヤ層（２）
を形成し、 該バリヤ層（２）上にペロブスカイト型酸化物超伝導物
質を構成する元素を、その組成比に含む酸化物の薄層（
４）を形成し、 熱処理を実行して、前記酸化物の薄層（４）を、ペロブ
スカイト型超伝導物質の薄層（３）に転換する ことを特徴とする超伝導膜の製造方法。 ［８］前記ペロブスカイト型超伝導物質は、一般式 Ｂｉ＿２（Ｓｒ＿１＿−＿ｘＣａ＿ｘ）＿ｍＣｕ＿ｎＰ
ｂ＿ｙＯ＿ｚ但し、 ０＜ｘ＜１であり、 ｍは３でありｎは２であるか、ｍは４でありｎは３であ
るかのいづれかであり、 ０＜ｙ＜１であり、 ｚ＞０である。 をもって表される超伝導物質である ことを特徴とする請求項７記載の超伝導膜の製造方法。 ［９］前記酸化物を含有するペロブスカイト型超伝導物
質は、ランタン、ネオジウム、プロメチウム、サマリウ
ム、ユーロピウム、ガドリニウム、ヂスプロシウム、ホ
ルミウム、エルビウム、ツウリウム、イッテルビウム、
ルテシウムの群から選択されたランタノイド系元素のい
ずれかと、バリウムと、銅とを、１：２：３の割合で含
有する酸化物系超伝導物質である ことを特徴とする請求項７記載の超伝導膜の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-236002 | 1988-09-20 | ||
| JP23600288 | 1988-09-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175683A true JPH02175683A (ja) | 1990-07-06 |
Family
ID=16994344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1013079A Pending JPH02175683A (ja) | 1988-09-20 | 1989-01-24 | 超伝導膜の製造方法およびこの製造方法に使用する基板ならびに超伝導膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02175683A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6457519A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Fuji Electric Co Ltd | Superconducting element of thin film type |
| JPH01171247A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-06 | Mitsubishi Metal Corp | 超伝導体配線の構造 |
| JPH01255283A (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-12 | Alps Electric Co Ltd | 超伝導薄膜基板 |
| JPH0244012A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-14 | Dowa Mining Co Ltd | 超伝導薄膜の形成法 |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1013079A patent/JPH02175683A/ja active Pending
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