JPH02179880A - 酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法 - Google Patents

酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法

Info

Publication number
JPH02179880A
JPH02179880A JP33505788A JP33505788A JPH02179880A JP H02179880 A JPH02179880 A JP H02179880A JP 33505788 A JP33505788 A JP 33505788A JP 33505788 A JP33505788 A JP 33505788A JP H02179880 A JPH02179880 A JP H02179880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
oxide ceramic
oxygen plasma
superconducting
thin film
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.)
Granted
Application number
JP33505788A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0349985B2 (ja
Inventor
Akinori Koketsu
明伯 纐纈
Yasuharu Kamioka
上岡 泰晴
Hisashi Seki
関 寿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Sanso Ltd
Original Assignee
Toyo Sanso Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Sanso Ltd filed Critical Toyo Sanso Ltd
Priority to JP33505788A priority Critical patent/JPH02179880A/ja
Publication of JPH02179880A publication Critical patent/JPH02179880A/ja
Publication of JPH0349985B2 publication Critical patent/JPH0349985B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Chemically Coating (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は各種超電導機器や超電導素子、例えば超電導
量子干渉計(SQUID)やジョセフソン素子、その他
用電導線等として使用される超電導薄膜を製造する方法
に関し、特に酸化物セラミック系の超電導材料からなる
薄膜を形成する方法に関するものである。
従来の技術 各種超電導材料のうちでも、Y系複合酸化物やBi系複
合酸化物のような酸化物セラミック系超電導材料は、臨
界温度(Tc)が高い高温超電導物質として近年注目を
浴びている。
従来の酸化物セラミック系超電導材料の製造方法として
は、超電導酸化物を構成する原料金属(例えばY等)を
含む塩の水溶液を超音波噴霧器等により噴霧化し、その
霧状の液滴を100〜500℃に加熱した基板上に供給
して塩を堆積させ、その塩が堆積した基板を空気あるい
は酸素気流中で900〜1000℃に加熱(アニール)
することによって酸化物セラミック系超電導物質を合成
する方法(例えば8.にawai et al、、 J
JAP 26 (1987) L 1740−L 17
42) 、あるいは原料金属を含む塩の水溶液を超音波
q4霧器により噴霧して900〜1000℃に加熱され
た抵抗加熱炉中に導入し、その炉内で酸化物セラミック
系超電導物質の微粒子を合成し、その後その微粒子を集
めて成形し、焼結する方法(例えばT、 T、にoda
s et al、、Δpp1. Phys、 Lett
52 (1988) 1622;  あるいはN、 T
ohge et at。
JJAP 27 (1988) L 1086)などが
知られている。
発明が解決しようとする課題 前述のような従来の酸化物セラミック系超電導材料の製
造方法のうち、曲者の方法では噴霧による原料の堆積後
、アニーリングを行なうことによってはじめて酸化物セ
ラミック系超電導物質を生成することかでき、また後者
の方法では高温炉内への噴霧により超電導微粒子を生成
させた後に微粒子の成形や焼結を施す必要があり、いず
れの方法も多数のプロセスを必要とし、そのためコスト
上昇をJEかざるを得ない問題があった。
この発明は以上の事情を前頭としてなされたもので、極
めて簡単なプロセスで酸化物セラミック系超電導薄膜を
形成することができる、低コストで量産化可能な酸化物
セラミック系超電導簿膜の製造方法を提供することを目
的とするものである。
問題点を解決するための手段 この発明の酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法は
、酸化物セラミック系超電導材料を構成する金属を含む
塩の水溶液を噴霧化し、得られた霧状の液滴を酸素プラ
ズマ中に供給して、その酸素プラズマ中もしくは酸素プ
ラズマ近傍に配置された基板上に酸化物セラミック系、
Vlll電導薄膜を生成させることを特徴とするもので
ある。
作   用 酸素プラズマはその酸化性が極めて強く、そのため酸素
プラズマ中に供給された原料金[水溶液の噴霧液滴は、
ただちに酸化されて酸化物、すなわち超電導物質となる
とともに、その酸素プラズマ中に配置された高温の基板
上に堆積され、基板上に酸化物セラミック系の超電導薄
膜が生成される。
ここで、原料金属塩水溶液の噴霧液滴は、基板上に到達
する以前の段階で酸素プラズマによって酸化されて超電
導物質微粒子となり、その超電導物質微粒子の状態で基
板上に到達することも、あるいは基板上に到達した債に
酸化が完了して基板上で超電導物質となることもある。
いずれにしても原料金属塩の酸化による超電導物質の生
成と基板上への堆積による薄膜生成とが一工程で連続的
もしくは同時的になされることになる。
実施例 第1図にこの発明の方法を実施するための装置の一例を
概略的に示す。
第1図において、原料金属を含む塩の水溶液1は噴霧器
2に導入されて、超音波噴霧あるいは高速気流噴霧等に
より噴霧されて0,3〜2,0顯程度の霧状の液滴とな
り、第1キヤリヤガス3によって石英等からなる反応管
4の上部に導入される。
またその反応管4の上部には別に第2キヤリヤガス5も
導入される。ここで第1キrリヤガス3と第2キセリヤ
ガス5とのうち、いずれか一方または双方には、酸素プ
ラズマを生成させるための酸素ガスを含んでいるものと
する。
一方反応管4の側方に配設されたマイクロ波発振器6に
より発振されたマイクロ波(例えば周波数2450 H
I3)は、導波管7を介して反応管4内を通り、さらに
反対側に配置されたマイクロ波プランジt8により反射
ゼしめられて再び反応管4内へ戻る。このようなマイク
ロ波によって前述の第1キヤリヤガス3もしくは第2キ
rリヤガス5に含まれる酸素ガスがプラズマ化し、反応
管4内に酸素プラズマ9が発生せしめられる。なおこの
酸素プラズマ発生領域内下部には基板10が配置されて
おり、また反応管内は真空ポンプ11により減圧されて
いる。
前述のようにして反応管4内に導入された原料金属の塩
の水溶液の噴霧液滴は、酸素プラズマ9によって急速に
酸化され、原料金属の酸化物が基板10上に析出される
。すなわち酸化物セラミック系の超電導薄膜が基板10
上に生成される。
なおここでは酸素プラズマ9はマイクロ波によって発生
させるものとしたが、それに限るものではなく、高周波
プラズマブT生装置等も利用できることはもちろんであ
る。
また第1図中の例では基板10は酸素プラズマ領域内に
配置して、酸素プラズマ9によって基板自体も加熱する
ものとしたが、場合によっては基板10は別の加熱源、
例えば抵抗加熱ヒータ等によって加熱するようにしても
良く、この場合は基板iot、を酸素プラズマ領域の直
下に配置しておくことができる。なお基板10の温度は
800〜1200℃程度になるように制御することが好
ましい。
なおこの発明において製造する対象となる超電4薄膜は
、要は酸化物セラミック系のものであれば良く、例えば
Y−Ba−Cu−0系酸化物(具体的にはYBa2 C
u307など)、アルイハ8 i −8r−Ca−Cu
−0系酸化物(具体的にはB z Sr+ Cat C
Cl20X 、あるイハB i4 (Sr+−xCax
 )s Cu40yなど)、さらにはTf−Ba−Ca
−Cu−0系酸化物(具体的にはT&  Ba  Ca
   Cu  O;n2     2      n−
1n    4+2n−1,2または3)などを製造す
ることができる。
また基板の材料は特に限定されないが、例えば石英板、
サファイヤ、シリコン、酸化マグネシウム、チタン酸ス
トロンチウムなどを用いることができる。
以下にこの発明の製造方法の具体的な実施例を記す。
[実施例11 第1図に示すような装置を用いて、Y−Ba−Cu−0
系酸化物からなる超電導′a膜を次のように形成した。
原料金属の塩の水溶液としては、硝酸イツトリウム0.
1nol/1、硝酸バリウム0.211101/J、硝
酸銅0.3n+ol/fの混合塩水溶液を用い、また第
1キヤリヤガスとしては酸素ガス300成/市、第2キ
ヤリヤガスとしては酸素ガス200厩/ manを用い
た。噴霧器としては超音波噴霧器を用い、その超音波出
力は25wとした。また酸素プラズマ光土用のマイクロ
波出力は400Wとし、系内圧力は45Torrとした
。基板としては酸化マグネシウムを用いて、その基板を
酸素プラズマ中に配置して、プラズマのみにより基板を
加熱するようにした。
なお基板温度は約880 ”Cであった。
上記の条件により3時間の処理を行なったところ、基板
上に厚さ1.2伽のYBa2Cu2O7薄膜が生成され
た。そのvJ膜の超電導臨界温度を調べたところ、Tc
(On)は79.0に、 Tc (End)は74.5
にであった。
[実施例21 第1図に示すような装置を用いて、Y−Ba−Cu−0
系酸化物からなる超電導薄膜を次のように形成した。
原料金属の塩の水溶液としては、硝酸イツトリウム0.
3 nol/17、硝酸バリウム0.6nol/6、硝
酸銅0.911101/i’の混合塩水溶液を用い、ま
た第1キPリヤガスとしてはアルゴンガス100m /
1ih、第2キヤリヤガスとしては酸素ガス450ae
 /市を用いた。噴霧器としては超音波噴霧器を用い、
その超音波出力は25wとした。また酸素プラズマ発生
用のマイクロ波出力は400Wとし、系内圧力は75T
orrとした。基板としては酸化マグネシウムを用い、
その基板をプラズマ直下に配置して、抵抗加熱するよう
にした。なお基板温度は約875°Cである。
上記の条件により5時間の処理を行なったところ、基板
上に厚さ3.2伽のYBa2CIJ307 薄膜が生成
された。その薄膜の超電導臨界温度を調べたところ、T
c(On)は79.0に、 Tc (End)は74.
5にであった。
し実施例3] 第1図に示すような装置を用いて、B1−8r−Ca−
Qu−Q系酸化物からなる超電導薄膜を次のように形成
した。
原料金属の塩の水溶液としては硝酸ビスマス0.11o
l/l、酢酸ストロンチウム0.11ol/i)、硝酸
カルシウム0. I n+ol/ l 、酢酸銅1.8
 mol/βの混合塩水溶液を用い、また第1キヤリA
7ガスとしては酸素ガス300d/mi、第2キヤリヤ
ガスとしては酸素ガス200威/ minを用いた。噴
霧器としては超音波噴霧器を用い、その超音波出力は2
5Wとした。また酸素プラズマ発生用のマイクロ波出力
は400wとした。基板としては酸化マグネシウムを用
い、その基板をプラズマ直下に配置して、高周波加熱す
るようにした。なお基板温度は約925℃である。
上記の条件によって6時間処理を行な・ったところ、基
板上に厚さ5.8踊の 8 i4 (Sr+−xCax )13 Cu40y 
 (2<y<3)の薄膜が生成された。その薄膜の超電
導臨界温度を調べたところTc(On)は80.5k、
TC(End)は76.3にであった。
発明の効果 この発明の超電導薄膜の製造方法によれば、酸化物セラ
ミック系の超電導薄膜を基板上に形成するにあたり、原
料金属を含む塩の水溶液を噴霧し、その霧状の液滴を酸
素プラズマ中に供給して基板上に堆積させることにより
、原料金属を含む塩の酸化による超電導酸化物の生成と
基板上への″all!生成とが一工程で同時的もしくは
連続的になされるため、超電導7a膜生成のための処理
工程を従来よりも格段に少なくして、その製造コストを
従来よりも格段に低くすることができ、また全処理が気
相でおこなわれるため量産化も容易に行なうことができ
る。さらにこの発明の製造方法においては、原料金属を
含む塩の水溶液の霧状の液滴が、極めて酸化性の張り酸
素プラズマによって酸化されて超電導酸化物が生成され
るため、未酸化の金属が薄膜中に含まれるおそれが少な
く、そのため′EA電導特性の優れた薄膜を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の製造方法を実施する装置の一例を概
略的に示す略解図である。 1・・・原料金属を含む塩の水溶液、 2・・・噴霧器
、3・・・第1キヤリヤガス、 4・・・反応管、 5
・・・第2キヤリヤガス、 9・・・MI素プラズマ、
 1o・・・基板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸化物セラミック系超電導材料を構成する金属を含む塩
    の水溶液を噴霧化し、得られた霧状の液滴を酸素プラズ
    マ中に供給して、その酸素プラズマ中もしくは酸素プラ
    ズマ近傍に配置された基板上に酸化物セラミック系超電
    導薄膜を生成させることを特徴とする酸化物セラミック
    系超電導薄膜の製造方法。
JP33505788A 1988-12-29 1988-12-29 酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法 Granted JPH02179880A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33505788A JPH02179880A (ja) 1988-12-29 1988-12-29 酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33505788A JPH02179880A (ja) 1988-12-29 1988-12-29 酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02179880A true JPH02179880A (ja) 1990-07-12
JPH0349985B2 JPH0349985B2 (ja) 1991-07-31

Family

ID=18284269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33505788A Granted JPH02179880A (ja) 1988-12-29 1988-12-29 酸化物セラミック系超電導薄膜の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02179880A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7018676B2 (en) * 2000-03-29 2006-03-28 Seiko Epson Corporation Method and device for manufacturing ceramics, semiconductor device and piezoelectric device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7018676B2 (en) * 2000-03-29 2006-03-28 Seiko Epson Corporation Method and device for manufacturing ceramics, semiconductor device and piezoelectric device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0349985B2 (ja) 1991-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0453107B1 (en) Chemical deposition methods using supercritical fluid solutions
JPH0280303A (ja) 超伝導体薄膜の形成方法及びその為の装置
JP2016508943A (ja) 紫外線放射による酸化物の急速な固相反応
JPS59107905A (ja) 金属酸化物超微粒子の製造方法
JPH01305813A (ja) 酸化物系超電導体の製造方法
JPH0349985B2 (ja)
JP2856859B2 (ja) 有機金属化学気相蒸着法による酸化物超電導体の製造方法
JP5378631B2 (ja) 気相成長結晶薄膜製造方法
JPH0832547B2 (ja) 酸化物系超電導体の製造方法
JPH01320223A (ja) 酸化物系超電導体の合成方法
JPH0259405A (ja) 噴霧焙焼装置
JPH0331482A (ja) アルカリ土類金属およびアルカリ土類金属酸化物の一方又は両方を含有する物質の製造方法
JPH03109207A (ja) 酸素又はオゾンガスを包含した酸化物超電導粉体の製造方法
JPH0597409A (ja) Cvd法による酸化物超電導体の製造方法
JPH01308826A (ja) 超電導セラミック薄膜の形成方法
JPH01215981A (ja) 超伝導体薄膜の製造方法及び装置
JPH01278416A (ja) 酸化物超電導体前駆物質の製造方法
JPH02196022A (ja) 酸化物系超電導粉体の製造方法
Suzuki et al. Superconducting thin films of Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O synthesized by the spray-inductively coupled plasma technique
JPS63319209A (ja) 超電導体の製造方法
JPH01294525A (ja) 酸化物超電導体薄膜の形成方法
JPH01252508A (ja) 酸化物超電導体の製造方法
JPH01200518A (ja) 酸化物系超電導線材の製造方法
JPH02208208A (ja) 酸化物超電導体前駆物質膜の製造方法
JPH03126871A (ja) 複合薄膜の製造方法および装置