JPH025581A - 超伝導薄膜の製造方法 - Google Patents
超伝導薄膜の製造方法Info
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- JPH025581A JPH025581A JP63157113A JP15711388A JPH025581A JP H025581 A JPH025581 A JP H025581A JP 63157113 A JP63157113 A JP 63157113A JP 15711388 A JP15711388 A JP 15711388A JP H025581 A JPH025581 A JP H025581A
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- superconducting thin
- temperature
- orientation
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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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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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
本発明は超伝導薄膜の製造方法に関する。
超電導体は、その電気抵抗が零になる性質を利用して９
強力磁場発生装置や半導体素子の配線に。
強力磁場発生装置や半導体素子の配線に。
また、ジロセフソン効果を利用した高速スイッチ素子や
微小磁場、電場センサとして使用される。
微小磁場、電場センサとして使用される。
従来の技術
超電導体は、薄膜としての利用価値が大きい。
薄膜の基板には、セラミクス、単結晶、アモルファス物
質、金属等が用いられるが、酸化物の薄膜を作成した場
合、基板の種類と作成条件によって。
質、金属等が用いられるが、酸化物の薄膜を作成した場
合、基板の種類と作成条件によって。
結晶の方位が変わりやすい。Ｔ１． Ｂａ、 Ｃａ
、 Ｃｕの酸化物超電導体は、斜方晶系で、（ＲＥ）
Ｂａ２ＣｕａＯｘ系超伝導体（ＲＥは希土類元素）と類
似の結晶構造をもち、（１００）と（０１０）方向に電
流が流れ易いことが推定される［ヨウィチ ェノモト（
Ｙｏｕｌｃｈｌ Ｅｎｏｍｏｔｏ）他：ジャパニーズ・
ジャーナル・アプライド・フィジックス（Ｊａｐ、 Ｊ
、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、） ２Ｇ巻、 ページ Ｌ
１２４８〜Ｌ１２５０． １９８７年６月１９日受付コ
。応用の観点からは、基板面に垂直に（００１）軸を並
べることが望ましい。
、 Ｃｕの酸化物超電導体は、斜方晶系で、（ＲＥ）
Ｂａ２ＣｕａＯｘ系超伝導体（ＲＥは希土類元素）と類
似の結晶構造をもち、（１００）と（０１０）方向に電
流が流れ易いことが推定される［ヨウィチ ェノモト（
Ｙｏｕｌｃｈｌ Ｅｎｏｍｏｔｏ）他：ジャパニーズ・
ジャーナル・アプライド・フィジックス（Ｊａｐ、 Ｊ
、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、） ２Ｇ巻、 ページ Ｌ
１２４８〜Ｌ１２５０． １９８７年６月１９日受付コ
。応用の観点からは、基板面に垂直に（００１）軸を並
べることが望ましい。
発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、基板面に平行に、（１００）あるいは
（０１０）軸を配向させる。即ち、基板面に垂直に（０
０１）方向が配向するようにすることである。
（０１０）軸を配向させる。即ち、基板面に垂直に（０
０１）方向が配向するようにすることである。
課題を解決するための手段
基板として（１００）面にへき開させたＭｇＯ単結晶を
用い、スパッタ法でＴ Ｌ（Ｂａ＋−ａｃａａ）ａｃｕ
ｃ０．２−＞＋酸化物（但し５．Ａ−０゜３” ０．７
． ｌｌ：＝ ５”９． Ｃ＝３〜７）超電導体を
成膜させた後９ 空気中での熱処理によって、基板面に
垂直に（００１）方向を向かせる。
用い、スパッタ法でＴ Ｌ（Ｂａ＋−ａｃａａ）ａｃｕ
ｃ０．２−＞＋酸化物（但し５．Ａ−０゜３” ０．７
． ｌｌ：＝ ５”９． Ｃ＝３〜７）超電導体を
成膜させた後９ 空気中での熱処理によって、基板面に
垂直に（００１）方向を向かせる。
作用
熱処理前には、（００１）軸が完全には配向せず等方向
であるが９４５０〜６００℃温度で空気中で熱処理する
と、結晶粒子が再配列し、ＭｇＯの場合、基板面に垂直
に（ＯＯ１）軸が配向する。
であるが９４５０〜６００℃温度で空気中で熱処理する
と、結晶粒子が再配列し、ＭｇＯの場合、基板面に垂直
に（ＯＯ１）軸が配向する。
実施例
薄膜はＲＦマグネトロンスパッタ法により作成した。タ
ーゲ−／ ）の組成は＋ ＴＬ（Ｂａｔ−ｎｃａｏ）
ＧＣｕｃＯａａ−ｇ ｃ但し、 Ａ＝０．２〜０．８
． Ｂ二４−１０． Ｃ：ｌ：２〜８コである。原
料のＴ Ｉ２０３．Ｂ ａＣ０３，ＣａＣＯ＝、ＣｕＯ
を所定量９ 配合９ 混合し、ターゲットとした。ター
ゲット粉末は銅皿に入れ、２００ｋｇ／ｃｍ２の゛圧力
でプレスした。
ーゲ−／ ）の組成は＋ ＴＬ（Ｂａｔ−ｎｃａｏ）
ＧＣｕｃＯａａ−ｇ ｃ但し、 Ａ＝０．２〜０．８
． Ｂ二４−１０． Ｃ：ｌ：２〜８コである。原
料のＴ Ｉ２０３．Ｂ ａＣ０３，ＣａＣＯ＝、ＣｕＯ
を所定量９ 配合９ 混合し、ターゲットとした。ター
ゲット粉末は銅皿に入れ、２００ｋｇ／ｃｍ２の゛圧力
でプレスした。
スパッタガスは、９０％のＡｒと１０％の０２の混合ガ
スである。３ 基板とターゲットの距離は８ｃｍである
。
スである。３ 基板とターゲットの距離は８ｃｍである
。
基板にｉｉ、（１００）而でへき開したマグネシア（Ｍ
ｇＯ）！Ｐ−結晶を用いた。基板温度は３５０℃，ガス
圧力は８０ ｍ Ｔｏ 入力パワーは２Ｗ／ｃｍ２で
薄膜を作成した。成膜は６時間行な、７た。
ｇＯ）！Ｐ−結晶を用いた。基板温度は３５０℃，ガス
圧力は８０ ｍ Ｔｏ 入力パワーは２Ｗ／ｃｍ２で
薄膜を作成した。成膜は６時間行な、７た。
類似の結晶構造の（ＲＥ ）Ｂ ａ２ＣＤａ Ｏ＋！２
−Ｘ中２−Ｘ中合、斜方晶系の（Ｏｊ、Ｏ）、（１００
）方向の電気紙ＩＡ；が、（００１）方向に比べて、か
なり低いこ七が報告されている（上記の文献）。従って
９ 臨界電流密度も（０１０）。（ｊ、ｏｏ）方向で大
きい・−とが容易に１（（、定できる。
−Ｘ中２−Ｘ中合、斜方晶系の（Ｏｊ、Ｏ）、（１００
）方向の電気紙ＩＡ；が、（００１）方向に比べて、か
なり低いこ七が報告されている（上記の文献）。従って
９ 臨界電流密度も（０１０）。（ｊ、ｏｏ）方向で大
きい・−とが容易に１（（、定できる。
成膜は５ｍｍＸ１５ｍｍの形状で行ない、Ｘ線回折バタ
ー・ンを観測して後、ＲＦマグネトロンスパッタ法でｐ
ｔ電極を付けた。電気抵抗は、４端子法で測定した。
ー・ンを観測して後、ＲＦマグネトロンスパッタ法でｐ
ｔ電極を付けた。電気抵抗は、４端子法で測定した。
作成した薄膜を３５０〜７００℃の範囲で空気中で４時
間熱処理り、 Ｘ線回折パイ・−ンをｉ ７ＩＩｌｌ
Ｌ。
間熱処理り、 Ｘ線回折パイ・−ンをｉ ７ＩＩｌｌ
Ｌ。
で、熱処理前の回折パターンと比較した。熱処理後の全
ての試料については、電気抵抗と化法イ・くの温度変化
の測定から９ 超伝導現象を示すかどうかをしらべた。
ての試料については、電気抵抗と化法イ・くの温度変化
の測定から９ 超伝導現象を示すかどうかをしらべた。
その結果２組成ＴＬ（Ｂａｔ−ａｃａｎ）ｓＣｕｃＯ？
ａ−ｘにおいて、 Ａ：：０．３−０．７． Ｂ＝
５ ＝９． Ｃ：＝：３−７の試料は適当な温度で熱
処理を行なうと、超伝導現象を示し、臨界温度は９５〜
１２４℃の範囲であった。（００１）、（００２）、（
００３）・・・・方向が、基板面に垂直に配向している
度合を表わすために配向率をＩ（００ｆ）／［Ｉ（００
１）＋Ｉ（０１０）］と定義した。完全に（００１）方
向に配向しているならば６ 即ち、基板面に垂直に（０
０１）軸が揃っているならば、配向率は１になる。配向
率は１に近いほどよい。
ａ−ｘにおいて、 Ａ：：０．３−０．７． Ｂ＝
５ ＝９． Ｃ：＝：３−７の試料は適当な温度で熱
処理を行なうと、超伝導現象を示し、臨界温度は９５〜
１２４℃の範囲であった。（００１）、（００２）、（
００３）・・・・方向が、基板面に垂直に配向している
度合を表わすために配向率をＩ（００ｆ）／［Ｉ（００
１）＋Ｉ（０１０）］と定義した。完全に（００１）方
向に配向しているならば６ 即ち、基板面に垂直に（０
０１）軸が揃っているならば、配向率は１になる。配向
率は１に近いほどよい。
Ｔｌａ（Ｂａｓ、５Ｃａｓ、ｓ）＠ｃｕｓ０２ａ−ｘの
熱処理温度を変えたときの配向率の変化を第１表に示す
、 ４００℃以下の熱処理温度では、未処理の場合と
あまり変わらないが、４５０〜６００℃では、目立って
配向率が大きくなっている。しかし、６５０℃以上では
、斜方晶のＸ線回折パターンが認められず、変質したも
のと考えられる。
熱処理温度を変えたときの配向率の変化を第１表に示す
、 ４００℃以下の熱処理温度では、未処理の場合と
あまり変わらないが、４５０〜６００℃では、目立って
配向率が大きくなっている。しかし、６５０℃以上では
、斜方晶のＸ線回折パターンが認められず、変質したも
のと考えられる。
配向率の高い試料の室温の比抵抗は９ かなり低かった
。例えば９ 配向率Ｏ。５７以−ｈの場合９ 未処理の
薄膜と比べて、約１０分の１以下の比抵抗を示した。
。例えば９ 配向率Ｏ。５７以−ｈの場合９ 未処理の
薄膜と比べて、約１０分の１以下の比抵抗を示した。
第１表 Ｔ Ｌ（Ｂａ＋＋、ｓＣａ＋＋、５）ｏｃｕａ
ｏ２２−＋＋の熱処理温度と配向率の関係 次に熱処理条件を一定にして、即ち。５００℃で熱処理
した薄膜の組成と超伝導特性９ 配向率の関係をしらべ
たｏ Ｔ１４（Ｂａｔ−ｏｃａｎ）ｌｌｃｕｃｏ２２
−ｘ薄膜［但し、Ａ＝０．２〜０．８． Ｂ＝４〜１
０． Ｃ＝２〜８コにおいてＡ、 Ｂ、 Ｃを変え
たときの超伝導臨界温度Ｔｃと配向率の関係を第２表に
示す。Ｘ印は少なくとも液体窒素温度以上では超伝導を
示さなかった試料である。
ｏ２２−＋＋の熱処理温度と配向率の関係 次に熱処理条件を一定にして、即ち。５００℃で熱処理
した薄膜の組成と超伝導特性９ 配向率の関係をしらべ
たｏ Ｔ１４（Ｂａｔ−ｏｃａｎ）ｌｌｃｕｃｏ２２
−ｘ薄膜［但し、Ａ＝０．２〜０．８． Ｂ＝４〜１
０． Ｃ＝２〜８コにおいてＡ、 Ｂ、 Ｃを変え
たときの超伝導臨界温度Ｔｃと配向率の関係を第２表に
示す。Ｘ印は少なくとも液体窒素温度以上では超伝導を
示さなかった試料である。
第２表の結果から９組成式Ｔｌａ（Ｂａｔ−ａｃａｌｌ
）ｅＣｕｃ Ｏ２１１−Ｘにおいて、 Ａ＝０．３〜
０．７． Ｂ＝５〜９． Ｃ＝３〜７の範囲の組成
の試料が９５に以上の臨界温度と高い配向率をもつこと
がわかる。この場合も。
）ｅＣｕｃ Ｏ２１１−Ｘにおいて、 Ａ＝０．３〜
０．７． Ｂ＝５〜９． Ｃ＝３〜７の範囲の組成
の試料が９５に以上の臨界温度と高い配向率をもつこと
がわかる。この場合も。
配向率が０．５以上の試料の室温の比抵抗は、配向率の
低い試料の比抵抗に比べて１０分の１以下になった。
低い試料の比抵抗に比べて１０分の１以下になった。
（以下余白）
第２表 組成式ＴＩ４（Ｂａｔ−ａｃａｇ）ａＣｕｃＯ
２ｇ−の薄膜の超伝導臨界温度ＴＣ９配同率の組成依存
性［１コ 第２表 組成式Ｔ １４ （Ｂａｔ−１Ｉｃａｇ） ｅ
ｃｕｃｏ２２−ｘの薄膜の超伝導臨界温度Ｔ Ｏ，配向
率の組成依存性〔２コ 第２表 組成式Ｔ Ｉ４（Ｂａｔ−＊Ｃａａ） Ｂｃｕ
ｃｏ２２−ｘの薄膜の超伝導臨界温度ＴＯ，配向率の組
成依存性［３コ 発明の効果 本発明によれば、スパッタによる成膜後の空気中での熱
処理によって＋ ＭｇＯ単結晶上に面に平行に比抵抗
の低い９面に垂直に（００１）配向した超電導薄膜を形
成できる。
２ｇ−の薄膜の超伝導臨界温度ＴＣ９配同率の組成依存
性［１コ 第２表 組成式Ｔ １４ （Ｂａｔ−１Ｉｃａｇ） ｅ
ｃｕｃｏ２２−ｘの薄膜の超伝導臨界温度Ｔ Ｏ，配向
率の組成依存性〔２コ 第２表 組成式Ｔ Ｉ４（Ｂａｔ−＊Ｃａａ） Ｂｃｕ
ｃｏ２２−ｘの薄膜の超伝導臨界温度ＴＯ，配向率の組
成依存性［３コ 発明の効果 本発明によれば、スパッタによる成膜後の空気中での熱
処理によって＋ ＭｇＯ単結晶上に面に平行に比抵抗
の低い９面に垂直に（００１）配向した超電導薄膜を形
成できる。
Claims (1)
- （１００）面にへき開させたマグネシア（ＭｇＯ）単結
晶基板上に、Ｔｌ＿４（Ｂａ＿１＿−＿ＡＣａ＿Ａ）＿
ＢＣｕ＿ＣＯ＿２＿２＿−＿Ｘ酸化物（但し、Ａ＝０．
３〜０．７、Ｂ＝５〜９、Ｃ＝３〜７）の薄膜を成膜後
、４５０〜６００℃で熱処理し、基板面に平行に電気抵
抗の低い結晶方位を配向させることを特徴とする超電導
薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63157113A JPH025581A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 超伝導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63157113A JPH025581A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 超伝導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH025581A true JPH025581A (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15642508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63157113A Pending JPH025581A (ja) | 1988-06-24 | 1988-06-24 | 超伝導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH025581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06239614A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-08-30 | Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | Ｔｌ酸化物超電導体とその製法 |
-
1988
- 1988-06-24 JP JP63157113A patent/JPH025581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06239614A (ja) * | 1993-02-16 | 1994-08-30 | Chodendo Hatsuden Kanren Kiki Zairyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | Ｔｌ酸化物超電導体とその製法 |
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