JPH0227614A - 酸化物超伝導薄膜の積層構造 - Google Patents
酸化物超伝導薄膜の積層構造Info
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- JPH0227614A JPH0227614A JP63177544A JP17754488A JPH0227614A JP H0227614 A JPH0227614 A JP H0227614A JP 63177544 A JP63177544 A JP 63177544A JP 17754488 A JP17754488 A JP 17754488A JP H0227614 A JPH0227614 A JP H0227614A
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- Japan
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- superconducting thin
- thin film
- oxide
- oxide superconducting
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- 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
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、酸化物超伝導体の薄膜（超伝導薄膜）の積層
構造に関する。
構造に関する。
（従来の技術）
一般に、酸化物超伝導体にあっては、その優れた超伝導
特性を得る上で単結晶構造であることが好ましいことと
、単結晶構造である方が、エピタキシャル成長の促進に
優れていることから、基板上にエピタキシャル成長させ
てなる酸化物超伝導薄膜の構造のものが知られている。
特性を得る上で単結晶構造であることが好ましいことと
、単結晶構造である方が、エピタキシャル成長の促進に
優れていることから、基板上にエピタキシャル成長させ
てなる酸化物超伝導薄膜の構造のものが知られている。
ところで、酸化物超伝導薄膜をエピタキシャル成長させ
るために用いられる基板の材料としては、超伝導体と同
じような結晶構造を持つチタン酸ストロンチウム（５ｒ
ＴｉＯｓ）とか酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などがある
が、これらの基板材料は高価であるという問題があり、
量産には適していないといえる。
るために用いられる基板の材料としては、超伝導体と同
じような結晶構造を持つチタン酸ストロンチウム（５ｒ
ＴｉＯｓ）とか酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などがある
が、これらの基板材料は高価であるという問題があり、
量産には適していないといえる。
一方、酸化物超伝導薄膜のエピタキシャル成長の基板材
料としては半導体技術分野で多用される安価なシリコン
系のものを用いることが考えられるが、単にシリコン系
基板の上に直接、酸化物超伝導薄膜をエピタキシャル成
長させたのでは、６゜０℃〜９００℃といった高温熱処
理過程において、その基板と酸化物超伝導薄膜との両者
間の線膨張率の相違による熱歪みの問題と、またその両
者間の化学反応による相互拡散が発生するなどの不具合
があって採用することができない。このことは、超伝導
薄膜が変色しているという外観上からも明らかである。
料としては半導体技術分野で多用される安価なシリコン
系のものを用いることが考えられるが、単にシリコン系
基板の上に直接、酸化物超伝導薄膜をエピタキシャル成
長させたのでは、６゜０℃〜９００℃といった高温熱処
理過程において、その基板と酸化物超伝導薄膜との両者
間の線膨張率の相違による熱歪みの問題と、またその両
者間の化学反応による相互拡散が発生するなどの不具合
があって採用することができない。このことは、超伝導
薄膜が変色しているという外観上からも明らかである。
そこで、従来技術の１つとして、そのシリコン系基板上
に結晶性を問わない白金膜を中間層としてスパッタリン
グ法で形成し、その白金膜の上に酸化物超伝導薄膜をエ
ピタキシャル成長させることで前記熱歪みとか相互拡散
などの不具合のない安価な積層構造のものとした技術も
提案されている。
に結晶性を問わない白金膜を中間層としてスパッタリン
グ法で形成し、その白金膜の上に酸化物超伝導薄膜をエ
ピタキシャル成長させることで前記熱歪みとか相互拡散
などの不具合のない安価な積層構造のものとした技術も
提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
ところで、上記のような従来の酸化物超伝導薄膜の積層
構造にあっては、第１に中間層である白金膜は酸化物超
伝導薄膜に対する密着性に優れてはいるものの、シリコ
ン系基板に対する密着性に劣るという問題と、第２に白
金膜では安定した酸化物超伝導特性が得られないという
問題とがあることが判明した。
構造にあっては、第１に中間層である白金膜は酸化物超
伝導薄膜に対する密着性に優れてはいるものの、シリコ
ン系基板に対する密着性に劣るという問題と、第２に白
金膜では安定した酸化物超伝導特性が得られないという
問題とがあることが判明した。
そこで、本発明者は上記問題点に鑑みて種々の検討を重
ねた結果、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化スズ
、酸化亜鉛等の酸化物が酸化物超伝導薄膜のみならず基
板のいずれに対しても密着性に優れていること、かつそ
れらが酸素成分を含むことにより安定した超伝導特性が
得られるという事実を知見した。
ねた結果、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）、酸化スズ
、酸化亜鉛等の酸化物が酸化物超伝導薄膜のみならず基
板のいずれに対しても密着性に優れていること、かつそ
れらが酸素成分を含むことにより安定した超伝導特性が
得られるという事実を知見した。
本発明は、上記知見に基づいて上記課題を解決した安価
な酸化物超伝導薄膜の積層構造を提供することを目的と
している。
な酸化物超伝導薄膜の積層構造を提供することを目的と
している。
（課題を解決するための手段）
このような目的を達成するために、本発明の酸化物超伝
導薄膜の積層構造においては、中間層をＩＴＯ，酸化ス
ズ、酸化亜鉛等のように、基板と酸化物超伝導薄膜との
いずれに対しても密着性に優れた酸化物で構成したこと
を特徴としている。
導薄膜の積層構造においては、中間層をＩＴＯ，酸化ス
ズ、酸化亜鉛等のように、基板と酸化物超伝導薄膜との
いずれに対しても密着性に優れた酸化物で構成したこと
を特徴としている。
（作用）
中間層がｒＴＯ１酸化スズ、酸化亜鉛等の酸化物で構成
されているから、酸化物超伝導薄膜のみならず基板に対
してもその中間層が良好に密着し、かつ、その中間層を
構成する酸化物中の酸素成分により酸化物超伝導薄膜の
超伝導特性が安定化する。
されているから、酸化物超伝導薄膜のみならず基板に対
してもその中間層が良好に密着し、かつ、その中間層を
構成する酸化物中の酸素成分により酸化物超伝導薄膜の
超伝導特性が安定化する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の実施例に係る酸化物超伝導薄膜の積層
構造の断面図である。第１図において、符号２はガラス
基板、４はガラス基板２の上に設けられたＩＴＯによる
中間層、６はその中間層４上にエピタキシャル成長され
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０等の酸化物超伝導薄膜である。
構造の断面図である。第１図において、符号２はガラス
基板、４はガラス基板２の上に設けられたＩＴＯによる
中間層、６はその中間層４上にエピタキシャル成長され
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０等の酸化物超伝導薄膜である。
上記構造の製造手順について説明する。まずガラス基板
２の上に透明導電性酸化物であるｆＴＯを、例えばガラ
ス基板２を３００℃の高温で加熱しながら真空蒸着法で
堆積する。次いで、これにより、膜厚３０００オングス
トロームで約８０％の可視光の透過率を有するＩＴＯの
中間層４を得る。その中間層４の上にＲＦマグネトロン
スパッター法でもって高温酸化物超伝導体であるＹ−Ｂ
ａ −Ｃｕ−０を積層させることで、酸化物超伝導薄膜
６が得られる。このとき、熱歪みの影響で超伝導膜にク
ラックが生じるという報告があるが、ガラス基板として
、酸化物超伝導体と同じ熱膨張率を持つソーダライムガ
ラスを用いるとクラックは全くみられなかった。
２の上に透明導電性酸化物であるｆＴＯを、例えばガラ
ス基板２を３００℃の高温で加熱しながら真空蒸着法で
堆積する。次いで、これにより、膜厚３０００オングス
トロームで約８０％の可視光の透過率を有するＩＴＯの
中間層４を得る。その中間層４の上にＲＦマグネトロン
スパッター法でもって高温酸化物超伝導体であるＹ−Ｂ
ａ −Ｃｕ−０を積層させることで、酸化物超伝導薄膜
６が得られる。このとき、熱歪みの影響で超伝導膜にク
ラックが生じるという報告があるが、ガラス基板として
、酸化物超伝導体と同じ熱膨張率を持つソーダライムガ
ラスを用いるとクラックは全くみられなかった。
上記構造においては、中間層４がＩＴＯで構成されてい
るから、ガラス基板２と酸化物超伝導薄膜６とのいずれ
に対してもその中間層４が良好に密着させられ、かつ、
その酸素成分により酸化物超伝導薄膜６の超伝導特性が
安定化する。
るから、ガラス基板２と酸化物超伝導薄膜６とのいずれ
に対してもその中間層４が良好に密着させられ、かつ、
その酸素成分により酸化物超伝導薄膜６の超伝導特性が
安定化する。
本実施例におけるＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０／Ｉ Ｔｏ／ガラ
ス構造でＹ −Ｂ ａ −Ｃｕ −０の酸化物超伝導薄
膜もが超伝導転移した実例を第３図の電気抵抗変化曲線
に示す。第３図において縦軸は電気抵抗値、横軸は絶対
温度をそれぞれ示しているとともに、Ｔｅｌは熱伝導転
移の始まり、Ｔｃ２は熱伝導転移の終わりを示している
。
ス構造でＹ −Ｂ ａ −Ｃｕ −０の酸化物超伝導薄
膜もが超伝導転移した実例を第３図の電気抵抗変化曲線
に示す。第３図において縦軸は電気抵抗値、横軸は絶対
温度をそれぞれ示しているとともに、Ｔｅｌは熱伝導転
移の始まり、Ｔｃ２は熱伝導転移の終わりを示している
。
また、中間層４として透明性を有するＩＴＯを用いたか
ら、酸化物超伝導薄膜６からの発光の検出が可能である
。
ら、酸化物超伝導薄膜６からの発光の検出が可能である
。
なお、その酸化物超伝導薄膜６の上に第２図に示すよう
に、さらにＩＴＯでもって保護・中間層８を形成した場
合は、酸化物超伝導薄膜４からの発光は中間層４からも
保護・中間層８からのいずれからも検出可能となって、
この発光現象を利用して例えばこの酸化物超伝導薄膜の
積層構造を論理素子として用いることができる。また、
上記実施例では中間層４の材料としてＩＴＯを選定した
が、ＩＴＯではなく酸化スズ、酸化亜鉛等の他の酸化物
材料であってもよい。さらに、上記実施例では基板材料
としてそのガラスを用いたが、シリコン系とか鉄、ステ
ンレス等の他の材料で基板を構成してもよい。
に、さらにＩＴＯでもって保護・中間層８を形成した場
合は、酸化物超伝導薄膜４からの発光は中間層４からも
保護・中間層８からのいずれからも検出可能となって、
この発光現象を利用して例えばこの酸化物超伝導薄膜の
積層構造を論理素子として用いることができる。また、
上記実施例では中間層４の材料としてＩＴＯを選定した
が、ＩＴＯではなく酸化スズ、酸化亜鉛等の他の酸化物
材料であってもよい。さらに、上記実施例では基板材料
としてそのガラスを用いたが、シリコン系とか鉄、ステ
ンレス等の他の材料で基板を構成してもよい。
（発明の効果）
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
中間層を基板と酸化物超伝導薄膜とのいずれに対しても
密着性に優れた酸化物で構成したから、基板材料として
は安価なガラス基板とかシリコン系基板を用いることが
可能となり、その結果、基板と中間層との密着性が良好
でかつ安定した超伝導特性が得られる酸化物超伝導薄膜
の積層構造を安価に提供することができる。
中間層を基板と酸化物超伝導薄膜とのいずれに対しても
密着性に優れた酸化物で構成したから、基板材料として
は安価なガラス基板とかシリコン系基板を用いることが
可能となり、その結果、基板と中間層との密着性が良好
でかつ安定した超伝導特性が得られる酸化物超伝導薄膜
の積層構造を安価に提供することができる。
第１図は本発明の実施例に係る酸化物超伝導薄膜の積層
構造の断面図、第２図は他の実施例に係る酸化物超伝導
薄膜の積層構造の断面図、第３図は実施例における電気
抵抗変化曲線である。 ２・・・ガラス基板、４・・・中間層、６・・・酸化物
超伝導薄膜。
構造の断面図、第２図は他の実施例に係る酸化物超伝導
薄膜の積層構造の断面図、第３図は実施例における電気
抵抗変化曲線である。 ２・・・ガラス基板、４・・・中間層、６・・・酸化物
超伝導薄膜。
Claims (4)
- （１）基板上に中間層を介して酸化物超伝導薄膜を形成
させてなるものであって、 その中間層として前記基板と酸化物超伝導薄膜とのいず
れに対しても密着性に優れた酸化物で構成したことを特
徴とする酸化物超伝導薄膜の積層構造。 - （２）前記基板をガラス基板で構成した請求項（１）に
記載の酸化物超伝導薄膜の積層構造。 - （３）前記基板をシリコン系基板で構成した請求項（１
）に記載の酸化物超伝導薄膜の積層構造。 - （４）前記酸化物が酸化インジウム・スズ、酸化スズ、
あるいは酸化亜鉛である請求項（１）、（２）または（
３）に記載の酸化物超伝導薄膜の積層構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177544A JPH0227614A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 酸化物超伝導薄膜の積層構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63177544A JPH0227614A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 酸化物超伝導薄膜の積層構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227614A true JPH0227614A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16032806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63177544A Pending JPH0227614A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 酸化物超伝導薄膜の積層構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0227614A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309767B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconductor structure with glass substrate and high-temperature superconductor deposited thereon, current limiter device having the superconductor structure and process for producing the structure |
| JP2008303082A (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Kagoshima Univ | エピタキシャル膜形成用配向基板の中間層及びエピタキシャル膜形成用配向基板 |
| CN110291597A (zh) * | 2017-02-14 | 2019-09-27 | 住友电气工业株式会社 | 超导线材和超导线圈 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63177544A patent/JPH0227614A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6309767B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconductor structure with glass substrate and high-temperature superconductor deposited thereon, current limiter device having the superconductor structure and process for producing the structure |
| JP2008303082A (ja) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Kagoshima Univ | エピタキシャル膜形成用配向基板の中間層及びエピタキシャル膜形成用配向基板 |
| EP2000566A3 (en) * | 2007-06-05 | 2012-01-18 | Chubu Electric Power Co., Inc. | Interlayer of orientational substrate and orientational substrate for forming epitaxial film |
| CN110291597A (zh) * | 2017-02-14 | 2019-09-27 | 住友电气工业株式会社 | 超导线材和超导线圈 |
| CN110291597B (zh) * | 2017-02-14 | 2021-04-30 | 住友电气工业株式会社 | 超导线材和超导线圈 |
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