JPH0259403A - 酸化物超電導材料の製造法とイオンビーム・スパツタ装置及び電子素子 - Google Patents
酸化物超電導材料の製造法とイオンビーム・スパツタ装置及び電子素子Info
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- JPH0259403A JPH0259403A JP21074588A JP21074588A JPH0259403A JP H0259403 A JPH0259403 A JP H0259403A JP 21074588 A JP21074588 A JP 21074588A JP 21074588 A JP21074588 A JP 21074588A JP H0259403 A JPH0259403 A JP H0259403A
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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〕
本発明は熱的に非平衡な結晶成長過程である気相成長法
を利用し、従来の作製法では得られなかった高い臨界温
度を持つ薄膜酸化物超電導材料を製造する方法及びこれ
によって得られた酸化物超電導体を備えた電子装置に関
する。
を利用し、従来の作製法では得られなかった高い臨界温
度を持つ薄膜酸化物超電導材料を製造する方法及びこれ
によって得られた酸化物超電導体を備えた電子装置に関
する。
１９８８年１月、金材技研の前日らによって発見された
Ｂｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０は、Ｔｃ（臨界温度）が１
０５に、８０にの２相を持つ。
Ｂｉ−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０は、Ｔｃ（臨界温度）が１
０５に、８０にの２相を持つ。
この２相は類似した結晶構造を持っている。これは、ジ
ャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス
・レター ＶＯＬ、２７．Ｎα４．第Ｌ５４８頁から第
Ｌ５４９頁（ＪＪＡＰ、Ｌａむｔ、ＶＯＬ、２７゜Ｎα
４．ＰＰ、Ｌ５４８−５４９）において詳しく論じられ
ている。この酸化物超電導材料のＴｃ＝１０５に相。
ャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス
・レター ＶＯＬ、２７．Ｎα４．第Ｌ５４８頁から第
Ｌ５４９頁（ＪＪＡＰ、Ｌａむｔ、ＶＯＬ、２７゜Ｎα
４．ＰＰ、Ｌ５４８−５４９）において詳しく論じられ
ている。この酸化物超電導材料のＴｃ＝１０５に相。
８０に相は、ともにＢｉ−０とＣｕ−０が成長期を持っ
た層状構造をなしており、２つのＢｉ−０層の間にはさ
まれるＣｕ−０層の数ｎは１．０５ Ｋ相でｎ＝３．８
０に相でｎ＝２である。また、Ｔａ＝３０にのＢ ｉ−
８ｒ−Ｃｕ−０も前述の２者と類似の構造を持ちｎ＝１
である。Ｔｃ＝１２５に、１００Ｋ相の２相が存在する
ＴＱ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０の結晶構造に関しても同様
のことが言え、ＴＱ−０層にはさまれたＣｕ−０平面の
数は、１２５に相でｎ＝３．１００Ｋ相でｎ＝２である
。このように考えると、Ｃｕ−０層の数ｎが大きいほど
Ｔｃが高くなるということが考えられる。実際にｎ≧４
である構造がミクロ的に存在することは、日経超電導１
９８８．６．２７に報じられている。しかしながらこれ
らの存在は、ｎ＝２やｎ＝３である結晶構造が大部分を
占める結晶中にわずかに認められるだけで、電気抵抗の
変化として！ｌ！１ｌｌｌｌされるようなものではない
。粉末混合法、共沈法、ゾル・ゲル法等の従来の合成法
は、原料混合の後、熱平衡な過程を用いて結晶化を行う
ため熱的に不安定なｎ≧４の長周期構造はできにくいた
めである。
た層状構造をなしており、２つのＢｉ−０層の間にはさ
まれるＣｕ−０層の数ｎは１．０５ Ｋ相でｎ＝３．８
０に相でｎ＝２である。また、Ｔａ＝３０にのＢ ｉ−
８ｒ−Ｃｕ−０も前述の２者と類似の構造を持ちｎ＝１
である。Ｔｃ＝１２５に、１００Ｋ相の２相が存在する
ＴＱ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０の結晶構造に関しても同様
のことが言え、ＴＱ−０層にはさまれたＣｕ−０平面の
数は、１２５に相でｎ＝３．１００Ｋ相でｎ＝２である
。このように考えると、Ｃｕ−０層の数ｎが大きいほど
Ｔｃが高くなるということが考えられる。実際にｎ≧４
である構造がミクロ的に存在することは、日経超電導１
９８８．６．２７に報じられている。しかしながらこれ
らの存在は、ｎ＝２やｎ＝３である結晶構造が大部分を
占める結晶中にわずかに認められるだけで、電気抵抗の
変化として！ｌ！１ｌｌｌｌされるようなものではない
。粉末混合法、共沈法、ゾル・ゲル法等の従来の合成法
は、原料混合の後、熱平衡な過程を用いて結晶化を行う
ため熱的に不安定なｎ≧４の長周期構造はできにくいた
めである。
また、超電導薄膜の作製方法としてはスパッタリング法
、蒸着法が広く行なわれている。これは基板温度Ｔｓ＝
５００〜８００℃として酸素雰囲気中で酸化物超電導体
の構成元素を、得ようとする組成に合わせて同時にスパ
ッタもしくは蒸着して結晶成長させ、８００℃〜９５０
”Ｃのポスト・アニールを行なうものである。
、蒸着法が広く行なわれている。これは基板温度Ｔｓ＝
５００〜８００℃として酸素雰囲気中で酸化物超電導体
の構成元素を、得ようとする組成に合わせて同時にスパ
ッタもしくは蒸着して結晶成長させ、８００℃〜９５０
”Ｃのポスト・アニールを行なうものである。
従来の超電導薄膜作製装置は、スパッタ装置では一体型
ターゲットのものが主流であり、蒸着法では、多元蒸着
源による同時蒸着法が主流であり、原子層制御により、
長周期構造を持った薄膜超電導材料を作製するための製
造法及び装置の公知例はない。
ターゲットのものが主流であり、蒸着法では、多元蒸着
源による同時蒸着法が主流であり、原子層制御により、
長周期構造を持った薄膜超電導材料を作製するための製
造法及び装置の公知例はない。
従来の超電導体を利用して電子素子には、絶縁体とのト
ンネル・ジュセフソン接合を形成し、これによりスイッ
チング動作をさせるものや、磁束検出をさせるものであ
り、特開昭５８−１０８７６号公報等により公知である
。また、半導体と超電導体を接合した構造を持ち、近接
効果による超電導電流を電界制御することを特徴とする
超電導トランジスタは、固体物理Ｖｏ １．２２． Ｎ
ｎ２． （１９８７）第１１７頁から第１２５頁で詳し
く論じられている。
ンネル・ジュセフソン接合を形成し、これによりスイッ
チング動作をさせるものや、磁束検出をさせるものであ
り、特開昭５８−１０８７６号公報等により公知である
。また、半導体と超電導体を接合した構造を持ち、近接
効果による超電導電流を電界制御することを特徴とする
超電導トランジスタは、固体物理Ｖｏ １．２２． Ｎ
ｎ２． （１９８７）第１１７頁から第１２５頁で詳し
く論じられている。
上記従来技術によるならば、ｎ≧４の結晶構造を選択的
に成長させることはできなかった。本発明は原子層制御
による気相成長法を用いて、上記ｎ≧４のＢｉ系ｉＴＱ
系超電導材料及び前記以外の長周期状構造を持つ超電導
材料を作製する作製法を提供することを目的とする。こ
れにより、従来法では合成することのできなかった高Ｔ
ｃ超電導材を得ることができる。また、さらに本発明で
は従来技術による気相成長法のための装置では行うこと
のできなかった。原子層制御を可能とする超電導薄膜製
造装置を提供することを目的とする。
に成長させることはできなかった。本発明は原子層制御
による気相成長法を用いて、上記ｎ≧４のＢｉ系ｉＴＱ
系超電導材料及び前記以外の長周期状構造を持つ超電導
材料を作製する作製法を提供することを目的とする。こ
れにより、従来法では合成することのできなかった高Ｔ
ｃ超電導材を得ることができる。また、さらに本発明で
は従来技術による気相成長法のための装置では行うこと
のできなかった。原子層制御を可能とする超電導薄膜製
造装置を提供することを目的とする。
また、さらに上記により作製した超電導薄膜材料を用い
た磁束変調式電流制御素子の構造を提供することを目的
とする。
た磁束変調式電流制御素子の構造を提供することを目的
とする。
上記目的を達成するために、気相成長法を用いた。ここ
でいう気相成長法とは、請求項第１項から第６項に記載
したものを言い、最終的に得ようとする酸化物超電導材
料の結晶構造に対応した順序で各構成元素を一原子層ず
つ酸素雰囲気中で成長させ、所定の酸化物超電導材を得
るものである。
でいう気相成長法とは、請求項第１項から第６項に記載
したものを言い、最終的に得ようとする酸化物超電導材
料の結晶構造に対応した順序で各構成元素を一原子層ず
つ酸素雰囲気中で成長させ、所定の酸化物超電導材を得
るものである。
さらに、上記目的を達成するために、ターゲット支持台
が回転可能であり、酸素イオンを打ち込むことにより酸
素雰囲気を供給することのできるイオンビーム・スパッ
タ装置を利用したものである。ターゲット支持台には、
最終的に得ようとす粂酸化物超電導材料を構成する各元
素または、その化合物からなるターゲットが取り付けら
れ、ＲＨＥＥＤ、膜厚計などのモニター装置によって原
子層成長の状態をモニターして、原子層単位で所定の順
序に従い前期ターゲットを回転させる。
が回転可能であり、酸素イオンを打ち込むことにより酸
素雰囲気を供給することのできるイオンビーム・スパッ
タ装置を利用したものである。ターゲット支持台には、
最終的に得ようとす粂酸化物超電導材料を構成する各元
素または、その化合物からなるターゲットが取り付けら
れ、ＲＨＥＥＤ、膜厚計などのモニター装置によって原
子層成長の状態をモニターして、原子層単位で所定の順
序に従い前期ターゲットを回転させる。
このとき、酸素イオンを供給しながら行うことにより、
所定の長周期構造の酸化物超電導体の結晶を成長させる
ことができる。
所定の長周期構造の酸化物超電導体の結晶を成長させる
ことができる。
さらに、上記目的を達成するために、得ようとする酸化
物超電導体を構成する各元素またはその化合物からなる
蒸気源と、シャッター開閉機構及び、前記イオンビーム
・スパッタ装置と同様のモニター装置を有する高真空蒸
着装置を用いたものである。得ようとする酸化物超電導
体の結晶構造に対応する所定の順序に従って原子層単位
でシャッターの開閉をする。このとき、堆積させる基板
には、酸素雰囲気を供給しておく。
物超電導体を構成する各元素またはその化合物からなる
蒸気源と、シャッター開閉機構及び、前記イオンビーム
・スパッタ装置と同様のモニター装置を有する高真空蒸
着装置を用いたものである。得ようとする酸化物超電導
体の結晶構造に対応する所定の順序に従って原子層単位
でシャッターの開閉をする。このとき、堆積させる基板
には、酸素雰囲気を供給しておく。
さらに上記目的を達成するために、ＲＨＥＥＤ、膜厚計
などの原子層レベルで結晶の成長状態をモニターできる
装置と、回転可能なターゲット支持ホルダーを用いるも
のである。モニター装置により結晶成長の状態をモニタ
ーしながら、それに従ってターゲット支持ホルダーを回
転させ原子層単位で制御された結晶成長が可能となる。
などの原子層レベルで結晶の成長状態をモニターできる
装置と、回転可能なターゲット支持ホルダーを用いるも
のである。モニター装置により結晶成長の状態をモニタ
ーしながら、それに従ってターゲット支持ホルダーを回
転させ原子層単位で制御された結晶成長が可能となる。
酸素はイオン源から酸素イオンを打ち込むことによって
供給し、これにより高真空を保ちつつ酸素を供給できる
。
供給し、これにより高真空を保ちつつ酸素を供給できる
。
請求項第８項に示した電子素子は、従来の超電導素子と
は全く異なる動作原理に基づくものである。磁性体−超
電導体−磁性体の積層構造を作り、超電導体層の厚さを
７００Å以下にすると、磁性電子のスピン交換相互作用
により、超電導体層の臨界磁場は極めて小さくなる。し
たがって、超電導状態にある本発明による電子素子にお
いては超電導電流を微小な制御磁場によりコントロール
できる。これは、印加磁場により超電導体層の超電導領
域が、磁場強度に応じて狭くなる効果によるものである
。
は全く異なる動作原理に基づくものである。磁性体−超
電導体−磁性体の積層構造を作り、超電導体層の厚さを
７００Å以下にすると、磁性電子のスピン交換相互作用
により、超電導体層の臨界磁場は極めて小さくなる。し
たがって、超電導状態にある本発明による電子素子にお
いては超電導電流を微小な制御磁場によりコントロール
できる。これは、印加磁場により超電導体層の超電導領
域が、磁場強度に応じて狭くなる効果によるものである
。
単原子層制御気相成長法によれば、熱的に準安定な超電
導相を選択的に成長させることができる。
導相を選択的に成長させることができる。
従来方法は、熱平衡的な合成法であり、上記のようなこ
とは不可能である。また、添加物を加える方法、減、加
圧雰囲気下における焼成では、最適条件を見出すのが困
難である。
とは不可能である。また、添加物を加える方法、減、加
圧雰囲気下における焼成では、最適条件を見出すのが困
難である。
（実施例〕
実施例１
Ｂｉ−０，Ｐｂ−０，Ｃｕ−０，ＴＱ−０を導電面とし
た層状構造超電導体を、単原子層制御により作製した。
た層状構造超電導体を、単原子層制御により作製した。
その結晶構造を第１−図に示す。第１図の符号１０は導
電面の一原子層を示し、第１図の符号２０は第１図の符
号１０以外の層状構造の単原子層構成要素である。この
２つは必ずしも交互に並ぶ必要はない。導電面と他の層
状構造要素は長周期構造をなし、Ｂ ｉ −０／（Ｓ
ｒ 、 Ｃａ）／ Ｃｕ−〇／ （Ｓ ｒ、Ｃａ）／Ｃ
ｕ−０ｚ”−＝／Ｂｉ−０なる構造でＢｉ−０面にはさ
まれるＣｕ−０面の数Ｉｌが、−周期あたりｎ＝４とな
るようにした酸化物超電導材料はＴｃ＝１２．ＯＫ、ｎ
＝５ではＴｃ＝１３８にの超電導特性を示した。
電面の一原子層を示し、第１図の符号２０は第１図の符
号１０以外の層状構造の単原子層構成要素である。この
２つは必ずしも交互に並ぶ必要はない。導電面と他の層
状構造要素は長周期構造をなし、Ｂ ｉ −０／（Ｓ
ｒ 、 Ｃａ）／ Ｃｕ−〇／ （Ｓ ｒ、Ｃａ）／Ｃ
ｕ−０ｚ”−＝／Ｂｉ−０なる構造でＢｉ−０面にはさ
まれるＣｕ−０面の数Ｉｌが、−周期あたりｎ＝４とな
るようにした酸化物超電導材料はＴｃ＝１２．ＯＫ、ｎ
＝５ではＴｃ＝１３８にの超電導特性を示した。
実施例２
ターゲットにＴ Ｑ ２０３． Ｃａ○、Ｂａｄ、Ｃｕ
を用いて０２イオンを打ち込みながら、ＭｇＯ基板上に
Ｔ Ｑ −＊ Ｃａ −＋ Ｃｕ −Ｉ Ｂ ａ −＋
Ｃｕ→Ｂ６−＋Ｃｕ−＋Ｂ ａ −＋ Ｃｕ −）
Ｃａ −＋ Ｃｕ→ＴＲの順に結晶成長させたところ、
ＴＱ−０層間にＣｕ−０平面が５層存在する酸化物超電
導材料を得ることができた。このときのＴｃは、Ｔｃ＝
１８５にであった。
を用いて０２イオンを打ち込みながら、ＭｇＯ基板上に
Ｔ Ｑ −＊ Ｃａ −＋ Ｃｕ −Ｉ Ｂ ａ −＋
Ｃｕ→Ｂ６−＋Ｃｕ−＋Ｂ ａ −＋ Ｃｕ −）
Ｃａ −＋ Ｃｕ→ＴＲの順に結晶成長させたところ、
ＴＱ−０層間にＣｕ−０平面が５層存在する酸化物超電
導材料を得ることができた。このときのＴｃは、Ｔｃ＝
１８５にであった。
実施例３
第３図に示すイオンビーム・スパッタ装置のターゲット
を、第４図及び第７図に示すようなものに変えて実施例
２と同じ、実験をしたところ、同様の結果が得られた。
を、第４図及び第７図に示すようなものに変えて実施例
２と同じ、実験をしたところ、同様の結果が得られた。
第４図は、円盤上ホルダーに、分離型ターゲットを設け
たもの、第７図は一つの円盤型ターゲット中に４つの元
素が領域を分けて存在するように作製したものである。
たもの、第７図は一つの円盤型ターゲット中に４つの元
素が領域を分けて存在するように作製したものである。
これらを用いて、実施例２のＴＱのかわりにＰｂを用い
て、同様の実験をしたところ、Ｔｃ＝１５４にの酸化物
超電導材料が得られた。
て、同様の実験をしたところ、Ｔｃ＝１５４にの酸化物
超電導材料が得られた。
実施例４
実施例３を実施した装置を第２図に示す。第２図の符号
２１．ばクヌードセン・セルであり、ここに蒸着源を入
れて、Ｅガン２２または抵抗加熱ヒータ２３によりこれ
を蒸着する。シャッター２４は、膜厚計２５と連動して
自動制御され、実施例１の薄膜を作製することもできる
。膜厚計による自動制御の場合は、ＲＨＥＥＤ２６によ
りあらかじめ各各の元素の何人が、一原子層に対応する
かを調べて、初期条件を制御装置に入力する必要がある
。
２１．ばクヌードセン・セルであり、ここに蒸着源を入
れて、Ｅガン２２または抵抗加熱ヒータ２３によりこれ
を蒸着する。シャッター２４は、膜厚計２５と連動して
自動制御され、実施例１の薄膜を作製することもできる
。膜厚計による自動制御の場合は、ＲＨＥＥＤ２６によ
りあらかじめ各各の元素の何人が、一原子層に対応する
かを調べて、初期条件を制御装置に入力する必要がある
。
実施例５
実施例１を実施した装置を第３図に示す。第３図の符号
３１はパケットタイプイオン源でビーム径５０〜１００
φ、ビーム電流１ ｍ Ａ、 ／ ｃｍ”以上、最大ビ
ームエネルギー３ＫｅＶである。Ａｒイオンを加速して
ターゲットに照射しスパッタする。
３１はパケットタイプイオン源でビーム径５０〜１００
φ、ビーム電流１ ｍ Ａ、 ／ ｃｍ”以上、最大ビ
ームエネルギー３ＫｅＶである。Ａｒイオンを加速して
ターゲットに照射しスパッタする。
符号３２は基板ホルダーで、Ｔｓ＝８５０℃まで加熱で
き、成膜時は自転する。シャッター３３と回転ターゲッ
トホルダーにより、４元までの積層構造を作製すること
が可能である。ターゲットとしては１元素単体もしくは
その化合物を用い、第３図に示したものの他に円板型ホ
ルダーの上に２つ以上のターゲットを円周上に配置した
ものや、一体型の円盤上ターゲットで、２種以上の元素
を閉型に分割したものを用いることができる。符号３５
はアシスト用イオン源で、０２．Ｈａｓ 、ＣＦ４゜Ｃ
２２などを加速し成膜雰囲気を得る。到達真空度は、ク
ライオ・ポンプにより１ｘ１０″″７Ｔｏｒｒを得、上
記のアシスト・イオン源及びスパッタ用イオン源３１を
用いた成膜時は１〜５ Ｘ Ｉ Ｑ −’Ｔｏｒｒであ
る。成膜雰囲気は基板ホルダーとシャッターの間にＲＦ
パワーを加えて、プラズマ生成により得ることもできる
。膜厚モニタ３６とＲＨＥＥＤ３７を用いて実施例４の
ような制御をする。本装置により、従来法では合成し得
ない結晶構造を持つ高Ｔｃ薄膜超電導材料が作製可能で
ある。
き、成膜時は自転する。シャッター３３と回転ターゲッ
トホルダーにより、４元までの積層構造を作製すること
が可能である。ターゲットとしては１元素単体もしくは
その化合物を用い、第３図に示したものの他に円板型ホ
ルダーの上に２つ以上のターゲットを円周上に配置した
ものや、一体型の円盤上ターゲットで、２種以上の元素
を閉型に分割したものを用いることができる。符号３５
はアシスト用イオン源で、０２．Ｈａｓ 、ＣＦ４゜Ｃ
２２などを加速し成膜雰囲気を得る。到達真空度は、ク
ライオ・ポンプにより１ｘ１０″″７Ｔｏｒｒを得、上
記のアシスト・イオン源及びスパッタ用イオン源３１を
用いた成膜時は１〜５ Ｘ Ｉ Ｑ −’Ｔｏｒｒであ
る。成膜雰囲気は基板ホルダーとシャッターの間にＲＦ
パワーを加えて、プラズマ生成により得ることもできる
。膜厚モニタ３６とＲＨＥＥＤ３７を用いて実施例４の
ような制御をする。本装置により、従来法では合成し得
ない結晶構造を持つ高Ｔｃ薄膜超電導材料が作製可能で
ある。
実施例６
第５図に示すような磁性膜と超電導薄膜の積層構造を作
製した。第４図の符号４１は磁場印加ループ・コイル、
４２は磁性膜、４３は超電導体で積層部の膜厚は１００
人とした。このとき、積層部の臨界磁場は磁性体のスピ
ン相互作用により極めて小さくなっており、磁場印加ル
ープに流れる微小な電流ｉにより超電導電流１を制御で
きる。
製した。第４図の符号４１は磁場印加ループ・コイル、
４２は磁性膜、４３は超電導体で積層部の膜厚は１００
人とした。このとき、積層部の臨界磁場は磁性体のスピ
ン相互作用により極めて小さくなっており、磁場印加ル
ープに流れる微小な電流ｉにより超電導電流１を制御で
きる。
すなわち、この電子素子は大利得電流増幅器となる。符
号４４は電極である。第６図にｉ−Ｉの特性を示す。
号４４は電極である。第６図にｉ−Ｉの特性を示す。
実施例７
実施例４もしくは実施例５の装置を用いて、酸素雰囲気
を作ることなく、実施例１〜３に示すのと同様な積層を
した。この場合、各原子層は結晶を構成することなく、
堆積した基板上の薄膜はアモルファス合金となった。こ
れを、８００℃〜９７０℃で１〜Ｓｈｒ熱処理したとこ
ろ、超電導特性が得られた。Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ：
２：３：２：４の組成に膜を堆積したところ、Ｔｃｏｎ
ｓｅｔ＝１４５Ｋを持つ酸化物超電導材料が得られたが
、上記実施例と異なり抵抗ゼロになったのは、Ｔｃ＝１
００にであった。しかし、Ｘ線回折によれば、このよう
にして得た酸化物超電導材料は、（００ｎ）面が配向し
た薄膜で、均質で高品質であり、Ｔ＝７７ＫにおいてＪ
ｃ ＝ ５．ＯＸ １０ＢＡ／ｃｍ２が得られた。
を作ることなく、実施例１〜３に示すのと同様な積層を
した。この場合、各原子層は結晶を構成することなく、
堆積した基板上の薄膜はアモルファス合金となった。こ
れを、８００℃〜９７０℃で１〜Ｓｈｒ熱処理したとこ
ろ、超電導特性が得られた。Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ：
２：３：２：４の組成に膜を堆積したところ、Ｔｃｏｎ
ｓｅｔ＝１４５Ｋを持つ酸化物超電導材料が得られたが
、上記実施例と異なり抵抗ゼロになったのは、Ｔｃ＝１
００にであった。しかし、Ｘ線回折によれば、このよう
にして得た酸化物超電導材料は、（００ｎ）面が配向し
た薄膜で、均質で高品質であり、Ｔ＝７７ＫにおいてＪ
ｃ ＝ ５．ＯＸ １０ＢＡ／ｃｍ２が得られた。
本発明は従来法では合成できない高Ｔｃ超電導材料の製
造法と装置及び新しい動作原理の電子素子を提供する。
造法と装置及び新しい動作原理の電子素子を提供する。
第１図は長周期構造薄膜超電導材料の構造を示す説明図
である。 第２図はＭＢＥ装置の概略図である。 第３図はイオンビーム・スパッタ装置の概略図である。 第４図は第３図のイオンビーム・スパッタ装置に用いら
れるターゲットの一例を示す平面図である。 第５図は電子素子の構造を示す斜視図である。 第６図は第５図の電子素子の電流増幅特性図である。 第７図はターゲットの他の例を示す平面図である。 １０・・・導電面の一原子層、２０・・・単原子層構成
要素、４１・・・磁場印加ループコイル、４２・・・磁
性体、第３図 ロータリーボン７６ 晃４区 高５日
である。 第２図はＭＢＥ装置の概略図である。 第３図はイオンビーム・スパッタ装置の概略図である。 第４図は第３図のイオンビーム・スパッタ装置に用いら
れるターゲットの一例を示す平面図である。 第５図は電子素子の構造を示す斜視図である。 第６図は第５図の電子素子の電流増幅特性図である。 第７図はターゲットの他の例を示す平面図である。 １０・・・導電面の一原子層、２０・・・単原子層構成
要素、４１・・・磁場印加ループコイル、４２・・・磁
性体、第３図 ロータリーボン７６ 晃４区 高５日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、長周期構造を持つ酸化物超電導材料を気相成長法に
よつて製造する方法において、前記酸化物超電導材料を
構成する元素を原子層単位で制御して成長させ、長周期
構造を有する酸化物超電導材料を得ることを特徴とする
酸化物超電導材料の製造法。 ２、請求項１において、前記長周期構造を持つ酸化物超
電導材料は層状構造をなす結晶構造を有し、その一層は
Ｘ−Ｏ（Ｘ：元素記号）もしくはＸのように表わすこと
ができ、一つの結晶構造の中に超電導電流が流れる層が
少なくとも４面以上存在することを特徴とする酸化物超
電導材料の製造法。 ３、請求項２において、前期元素記号ＸがＢｉ、Ｔｌ、
Ｐｂであり、超電導電流の流れる面である層はＣｕ−Ｏ
層であつて、Ｂｉ−Ｏ、Ｔｌ−ＯまたはＰｂ−Ｏ層間に
少なくとも４面以上のＣｕ−Ｏ層を有する酸化物超電導
材料よりなることを特徴とする酸化物超電導材料の製造
法。 ４、請求項１において、最終的に得ようとする前記長周
期構造に対応する順序で、前期酸化物超電導材料を構成
する各元素もしくはその化合物からなるターゲットにイ
オン・ビームを打ち込んで、基板上へ堆積させ、所定の
長周期構造を得ることを特徴とする酸化物超電導材料の
製造法。 ５、請求項４において、前記基板上へ酸化物超電導材料
の構成元素を堆積する際に、前記ターゲットのイオンビ
ーム打ち込み用イオン源とは別に準備したイオン源によ
り、前記基板に酸素イオンを供給することを特徴とする
酸化物超電導材料の製造法。 ６、請求項１において、最終的に得ようとする前期長周
期構造に対応する順序で、前期酸化物超電導材料を構成
する各元素もしくはその化合物からなる蒸着源を用いて
基板上に堆積し、所定の長周期構造を得ることを特徴と
する酸化物超電導材料の製造法。 ７、真空容器と真空排気手段を有し、前記真空容器内に
ターゲットと該ターゲットにイオンビームを打ち込むイ
オン源、及びターゲットからスパッタされた原子を堆積
する基板とその支持台を具備するイオンビーム・スパッ
タ装置において、前記ターゲットは酸化物超電導材料を
構成する各元素またはその化合物からなり且つ回転手段
を有する支持体に取り付けられており、前記基板上への
スパッタ原子の積層状態をモニターする手段を有し、前
記イオン源とは別置されたイオン源により酸素イオンを
打ち込むことにより、前記基板上へ酸素を供給すること
を特徴とする酸化物超電導材料製造用イオンビーム・ス
パッタ装置。 ８、酸化物超電導体を挟んで接合された磁性体と、該磁
性体に接合された磁場印加のためのループコイルを具備
する電子素子であつて、前記ループコイルには二つの電
極を介して制御用電流を流すことができ、前記二つの電
極のうちの１つの電極を介して前記超電導体に流れる超
電導電流を、前記ループコイルに流れる制御用電流によ
つて制御することを特徴とする電子素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21074588A JPH0259403A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 酸化物超電導材料の製造法とイオンビーム・スパツタ装置及び電子素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21074588A JPH0259403A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 酸化物超電導材料の製造法とイオンビーム・スパツタ装置及び電子素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259403A true JPH0259403A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16594418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21074588A Pending JPH0259403A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 酸化物超電導材料の製造法とイオンビーム・スパツタ装置及び電子素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0259403A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02296730A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜超電導体の製造方法 |
| US5422338A (en) * | 1990-06-11 | 1995-06-06 | Mitsubishi Chemical Corporation | Layer-by-layer vapor deposition method for forming a high Tc superconductor thin film device |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21074588A patent/JPH0259403A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02296730A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜超電導体の製造方法 |
| US5422338A (en) * | 1990-06-11 | 1995-06-06 | Mitsubishi Chemical Corporation | Layer-by-layer vapor deposition method for forming a high Tc superconductor thin film device |
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