JPH0310083A - 超伝導膜の製造方法 - Google Patents
超伝導膜の製造方法Info
- Publication number
- JPH0310083A JPH0310083A JP1144502A JP14450289A JPH0310083A JP H0310083 A JPH0310083 A JP H0310083A JP 1144502 A JP1144502 A JP 1144502A JP 14450289 A JP14450289 A JP 14450289A JP H0310083 A JPH0310083 A JP H0310083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- phase
- superconducting film
- superconducting
- composition
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y02E40/642—
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。
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〕
本発明は、ｐｂを添加したＢｉ系超超伝導膜製造方法に
関し、ｐｂを多量に添加し、Ｃｕの組成比を化学量論組
成より若干多くすることにより、臨界温度が１１０にの
超伝導相を多く含み、臨界温度が高く、臨界電流密度も
大きな超伝導膜を短時間で形成する製造方法を提供する
ことを目的とし、８４系層状ペロブスカイト型超伝導膜
を製造する工程において、基板上に該超伝導膜を合成す
るための酸化物の膜を堆積した該酸化物の金属元素の成
分が以下の式 ％式％：： で表される超伝導膜の製造方法により構成する。
関し、ｐｂを多量に添加し、Ｃｕの組成比を化学量論組
成より若干多くすることにより、臨界温度が１１０にの
超伝導相を多く含み、臨界温度が高く、臨界電流密度も
大きな超伝導膜を短時間で形成する製造方法を提供する
ことを目的とし、８４系層状ペロブスカイト型超伝導膜
を製造する工程において、基板上に該超伝導膜を合成す
るための酸化物の膜を堆積した該酸化物の金属元素の成
分が以下の式 ％式％：： で表される超伝導膜の製造方法により構成する。
（産業上の利用分野）
本発明は、ビスマス系Ｂｉ系超伝導膜の製造方法の改良
に関する。特に、臨界温度と臨界電流密度とを向上する
改良に関する。
に関する。特に、臨界温度と臨界電流密度とを向上する
改良に関する。
ｐｂを添加したＢｉ系超超伝導体作製する方法としては
、出発原料としてＢｉｔｏ、、ｐｂｏ、 ＳｒＣＯ３Ｃ
ａＣ０１，ＣＵＯ等の粉末を混合し、仮焼、粉砕、圧粉
、本焼成を行うのが、−船釣である。Ｂｉ系趙伝導体で
臨界温度が最も高い１１０ Ｋ相を合成するときの原料
粉末の混合割合としては、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕの比が、およそ１．８：０．３４：１．９：２．０：
３．０程度とするのがよいとされている。
、出発原料としてＢｉｔｏ、、ｐｂｏ、 ＳｒＣＯ３Ｃ
ａＣ０１，ＣＵＯ等の粉末を混合し、仮焼、粉砕、圧粉
、本焼成を行うのが、−船釣である。Ｂｉ系趙伝導体で
臨界温度が最も高い１１０ Ｋ相を合成するときの原料
粉末の混合割合としては、Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃ
ｕの比が、およそ１．８：０．３４：１．９：２．０：
３．０程度とするのがよいとされている。
Ｂｉ系超超伝導膜、単位胞内に含まれるＣｕ−０平面の
数の違いに応じて臨界温度（Ｔｃ）が異なる超伝導相が
存在することが知られている。今までのところ、式 Ｂ
ｉｚＳｒｚＣａａ−＋ＣｕａＯｘにおいてｎ・１に対す
るτＣ＝１０にの相、ｎ・２に対するＴｃ＝８０にの相
、ｎ＝３に対するＴｃ＝１１０ Ｋの相が知られている
。実用的には、臨界温度が最も高い１１０に相を合成す
ることが望まれるが、単に１１０ Ｋ相の化学量論組成
に合わせても８０ Ｋ相が合成され易い、これは、Ｃａ
Ｏが存在する場合には焼成温度領域（８５０−８７０”
Ｃ）では先ず８０ Ｋ相が安定して生成してしまい目的
とする１１０に相に変化するには、１００時間を越える
ような焼成時間を必要とするためと考えられる。
数の違いに応じて臨界温度（Ｔｃ）が異なる超伝導相が
存在することが知られている。今までのところ、式 Ｂ
ｉｚＳｒｚＣａａ−＋ＣｕａＯｘにおいてｎ・１に対す
るτＣ＝１０にの相、ｎ・２に対するＴｃ＝８０にの相
、ｎ＝３に対するＴｃ＝１１０ Ｋの相が知られている
。実用的には、臨界温度が最も高い１１０に相を合成す
ることが望まれるが、単に１１０ Ｋ相の化学量論組成
に合わせても８０ Ｋ相が合成され易い、これは、Ｃａ
Ｏが存在する場合には焼成温度領域（８５０−８７０”
Ｃ）では先ず８０ Ｋ相が安定して生成してしまい目的
とする１１０に相に変化するには、１００時間を越える
ような焼成時間を必要とするためと考えられる。
高野等（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、２７，１９
８Ｂ、 Ｌ１０４１）はＢｉ系超超伝導体、ｐｂｏを添
加することにより１１０に相比較的生成され易いことを
報告している。さらに、用台等（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ
、Ｐｈｙｓ、２７，１９８８． Ｌ１４７６）は１１０
に相の単相化を試みＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの比
が１．８４：０．３４：１．９１：２．０３：３．０６
の時に１１０ Ｋ相がほぼ１００χのバルクが得られる
ことを見出している。
８Ｂ、 Ｌ１０４１）はＢｉ系超超伝導体、ｐｂｏを添
加することにより１１０に相比較的生成され易いことを
報告している。さらに、用台等（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ
、Ｐｈｙｓ、２７，１９８８． Ｌ１４７６）は１１０
に相の単相化を試みＢｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕの比
が１．８４：０．３４：１．９１：２．０３：３．０６
の時に１１０ Ｋ相がほぼ１００χのバルクが得られる
ことを見出している。
通常の薄膜の形成方法（スパッタ法、蒸着法等）では、
膜を基板上に堆積後熱処理を加え、超伝導膜を合成する
が、その過程において相当量のｐｂが蒸発し、また、Ｃ
ｕも若干蒸発した。 Ｃｕの量が減少するとｐｂの添加
量を最適化しても８０ Ｋ相が合成され、１１０ Ｋ相
を単一相として合成することは困難であった。
膜を基板上に堆積後熱処理を加え、超伝導膜を合成する
が、その過程において相当量のｐｂが蒸発し、また、Ｃ
ｕも若干蒸発した。 Ｃｕの量が減少するとｐｂの添加
量を最適化しても８０ Ｋ相が合成され、１１０ Ｋ相
を単一相として合成することは困難であった。
本発明はＢｉ系系層状ペロブスカイト型超伝導膜を製造
する工程において、基板上に該超伝導膜を合成するため
の酸化物の膜を堆積した該酸化物の金属元素の成分が以
下の式 ％式％：： で表される超伝導膜の製造方法により達成される本発明
は、Ｂｉ系系層状ペロブスカイト超超伝導膜堆積する工
程において、バルクにおけるｐｂの添加量の最適値より
多いｐｂを添加し、また、化学量論組成より多いＣｕを
堆積することにより、堆積後の熱処理時にｐｂが蒸発し
ても十分な量の１１０に相を合成することを特徴とする
。
する工程において、基板上に該超伝導膜を合成するため
の酸化物の膜を堆積した該酸化物の金属元素の成分が以
下の式 ％式％：： で表される超伝導膜の製造方法により達成される本発明
は、Ｂｉ系系層状ペロブスカイト超超伝導膜堆積する工
程において、バルクにおけるｐｂの添加量の最適値より
多いｐｂを添加し、また、化学量論組成より多いＣｕを
堆積することにより、堆積後の熱処理時にｐｂが蒸発し
ても十分な量の１１０に相を合成することを特徴とする
。
このような十分な膜を堆積するためには、堆積中にＰｂ
とＣｕとが欠損しないようにＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０層とＰｂＯとＣｕＯとを高濃度に含む層とを積層した
多層膜とするのが現実的である。
とＣｕとが欠損しないようにＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０層とＰｂＯとＣｕＯとを高濃度に含む層とを積層した
多層膜とするのが現実的である。
本発明では、比較的多量のＰｂを添加し、また、焼成中
に蒸発し昌いＣｕを若干多めにした非晶質の膜を基板上
に堆積し、その後短時間の焼成で、Ｂｉ系層状ペロブス
カイト型超伝導体を合成する。
に蒸発し昌いＣｕを若干多めにした非晶質の膜を基板上
に堆積し、その後短時間の焼成で、Ｂｉ系層状ペロブス
カイト型超伝導体を合成する。
この方法により焼成時に８０に相が合成されにくく、１
１０ Ｋ相をほぼ単一相として合成できる。従って、基
板と超伝導膜との反応を抑制しつつ、高い臨界温度と電
流密度の膜が合成できる。
１０ Ｋ相をほぼ単一相として合成できる。従って、基
板と超伝導膜との反応を抑制しつつ、高い臨界温度と電
流密度の膜が合成できる。
膜の堆積はＲＦマグネトロンスパッタ法により行った。
スパッタ条件を表１に示す。
表１スパッタ条件
基板温度 ４００°Ｃ
スパッタガス Ａ「：０□−２：１スパツタガ
ス圧 ＩＰａ 高周波電力 ７５〜１００Ｗ堆積速度
８０人／ ｍ ｉ ｎ膜厚
０．８５μｍ ターゲットには、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ ３：２：
２：３となるような組成比の酸化物ターゲット■とｐｂ
ｏ、のターゲラ）ＩＩおよびＣｕＯのターゲット■を用
いた。
ス圧 ＩＰａ 高周波電力 ７５〜１００Ｗ堆積速度
８０人／ ｍ ｉ ｎ膜厚
０．８５μｍ ターゲットには、Ｂｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ ３：２：
２：３となるような組成比の酸化物ターゲット■とｐｂ
ｏ、のターゲラ）ＩＩおよびＣｕＯのターゲット■を用
いた。
４００’Ｃに加熱された一ｇｏ基板上に、それぞれのタ
ーゲットを交互にスパッタし、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０層ＰｂＯ□層、ＣｕＯ層とを多層に堆積した。ター
ゲット■としてＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ ３：２：２
：３となるようにＢｉを多くしたのは酸化ビスマスは堆
積されにくいためでる。ターゲットＩにより堆積すると
、膜組成が１１０に相の化学ｌ膜組成である’２：２：
’２：３に近くなる。それぞれの層の厚さは以下の通り
であるＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０層： ２０００
人ｐｂｏ、層；３００ 人 ＣｕＯＮ： ３００人 各層を２回収上積層し、得られた薄膜の組成はＩＣＰ分
析の結果以下の通りであった。
ーゲットを交互にスパッタし、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−０層ＰｂＯ□層、ＣｕＯ層とを多層に堆積した。ター
ゲット■としてＢｉ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ ３：２：２
：３となるようにＢｉを多くしたのは酸化ビスマスは堆
積されにくいためでる。ターゲットＩにより堆積すると
、膜組成が１１０に相の化学ｌ膜組成である’２：２：
’２：３に近くなる。それぞれの層の厚さは以下の通り
であるＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０層： ２０００
人ｐｂｏ、層；３００ 人 ＣｕＯＮ： ３００人 各層を２回収上積層し、得られた薄膜の組成はＩＣＰ分
析の結果以下の通りであった。
Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．Ｏ：０．８：１．
０：１．０：１．６Ｂ１が適切な置台まれ、Ｃｕが化学
量論組成より多く含まれていることがわかる。上記の多
層膜を大気中８５０’Ｃで１時間焼成し、超伝導膜を得
た。
０：１．０：１．６Ｂ１が適切な置台まれ、Ｃｕが化学
量論組成より多く含まれていることがわかる。上記の多
層膜を大気中８５０’Ｃで１時間焼成し、超伝導膜を得
た。
得られた膜のＸ線回折パターン（ＣｕＫα）を第１図に
示す、膜はほぼ単一の高温相からなっていることがわか
る。また、第２図にＳＥＭ観察による膜の微細構造を示
す、鱗片状の超伝導結晶がＣ軸配向して重なっているこ
とがわかる。第２図（ｂ）は第２図（ａ）の拡大図であ
る。
示す、膜はほぼ単一の高温相からなっていることがわか
る。また、第２図にＳＥＭ観察による膜の微細構造を示
す、鱗片状の超伝導結晶がＣ軸配向して重なっているこ
とがわかる。第２図（ｂ）は第２図（ａ）の拡大図であ
る。
第３図に直流法４端子法による電気抵抗の温度変化を示
す、１２０に付近から電気抵抗が急激に減少し、１０６
．５にで電気抵抗がゼロとなった。また臨界電流密度は
７７．３Ｋにおいて５．８ｘｌＯ’ Ａ／ｃＩＩ” と
十分おおきかった。
す、１２０に付近から電気抵抗が急激に減少し、１０６
．５にで電気抵抗がゼロとなった。また臨界電流密度は
７７．３Ｋにおいて５．８ｘｌＯ’ Ａ／ｃＩＩ” と
十分おおきかった。
ＣｕＯの組成比が化学量論組成にほぼ等しいＢｉ：Ｐｂ
：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．Ｏ：１．０：１．０：１．１
：１．５の膜を８５０’Ｃで１時間焼成した膜のＸ線回
折パターンを第４図に示す、先に述べた実施例と同一条
件で焼成しても、１１０ Ｋ相の割合があまり、増えな
いことがわかる。これは、焼成によりＣｕが蒸発してし
まい膜中から失われるため１１０に相が生成する条件か
ら組成がずれてしまうためと考えられる。 ７７．３Ｋ
における臨界型２ｉｔ密度は１．２ｘｌＯ’ Ａ／ｃｍ
であり実施例で示した膜にくらべ４分の１以下と劣って
いる。
：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝１．Ｏ：１．０：１．０：１．１
：１．５の膜を８５０’Ｃで１時間焼成した膜のＸ線回
折パターンを第４図に示す、先に述べた実施例と同一条
件で焼成しても、１１０ Ｋ相の割合があまり、増えな
いことがわかる。これは、焼成によりＣｕが蒸発してし
まい膜中から失われるため１１０に相が生成する条件か
ら組成がずれてしまうためと考えられる。 ７７．３Ｋ
における臨界型２ｉｔ密度は１．２ｘｌＯ’ Ａ／ｃｍ
であり実施例で示した膜にくらべ４分の１以下と劣って
いる。
以上説明したように本発明によれば、Ｂｉｉ状ペロブス
カイト型超伝導体のなかて、最も臨界温度が高い１１０
Ｋ相を高純度でしかも短時間に合成でき、十分臨界温
度が高く、また十分大きな臨界型２ｉｔ密度を有するＢ
ｉ層層状ペロブスカイト超超伝導膜形成できる。
カイト型超伝導体のなかて、最も臨界温度が高い１１０
Ｋ相を高純度でしかも短時間に合成でき、十分臨界温
度が高く、また十分大きな臨界型２ｉｔ密度を有するＢ
ｉ層層状ペロブスカイト超超伝導膜形成できる。
第１図は本発明により得られた膜のＸ線回折パターンを
示す図、 第２図は本発明により得られた膜のＳＥＭ観察による膜
の微細構造を示す図、 第３図は本発明により得られた膜の電気抵抗の温度変化
を示す図、 第４図は比較例の方法により得られた膜のＸ線回折パタ
ーンを示す図である。 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ 発明の名称 超伝導膜の製造方法 ３゜ 補正をする者 事件との関係 特許出願伏 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１ ５番地 名称 （５２２） 富士通株式会社 代表者 山 本 卓 眞 ４゜
示す図、 第２図は本発明により得られた膜のＳＥＭ観察による膜
の微細構造を示す図、 第３図は本発明により得られた膜の電気抵抗の温度変化
を示す図、 第４図は比較例の方法により得られた膜のＸ線回折パタ
ーンを示す図である。 手 続 補 正 書 （方式） ％式％ 発明の名称 超伝導膜の製造方法 ３゜ 補正をする者 事件との関係 特許出願伏 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１ ５番地 名称 （５２２） 富士通株式会社 代表者 山 本 卓 眞 ４゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｂｉ系層状ペロブスカイト型超伝導膜を製造する工程
において、基板上に該超伝導膜を合成するための酸化物
の膜を堆積した該酸化物の金属元素の成分が以下の式で
表されることを特徴とする超伝導膜の製造方法。 Ｂｉ：Ｐｂ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝ｓ：ｔ：ｌ：ｕ：ｖ但
し０＜ｓ＜１．５，０．５＜ｔ＜１．５ ０＜ｕ＜１．５，１．５＜ｖ＜１．７
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144502A JPH0310083A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 超伝導膜の製造方法 |
| CA002003850A CA2003850C (en) | 1988-11-29 | 1989-11-24 | Process for preparing a perovskite type superconductor film |
| KR1019890017434A KR930008648B1 (ko) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | 페로브스키트형 초전도체막 준비공정 |
| DE68928256T DE68928256T2 (de) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Dünnenschicht des Perovskit-Typs |
| EP89312400A EP0372808B1 (en) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | Process for preparing a perovskite type superconductor film |
| US07/565,209 US5141917A (en) | 1988-11-29 | 1990-08-09 | Multilayer deposition method for forming Pb-doped Bi-Sr-Ca-Cu-O Superconducting films |
| US08/378,087 US5585332A (en) | 1988-11-29 | 1995-01-25 | Process for preparing a perovskite Bi-containing superconductor film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144502A JPH0310083A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 超伝導膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0310083A true JPH0310083A (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15363855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144502A Pending JPH0310083A (ja) | 1988-11-29 | 1989-06-06 | 超伝導膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0310083A (ja) |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1144502A patent/JPH0310083A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2545403B2 (ja) | 超電導体 | |
| JP2933225B2 (ja) | 金属酸化物材料 | |
| KR930008648B1 (ko) | 페로브스키트형 초전도체막 준비공정 | |
| JPH0310083A (ja) | 超伝導膜の製造方法 | |
| JPH04170318A (ja) | 層状銅酸化物 | |
| JP4011130B2 (ja) | 酸化物超電導線材の製造方法 | |
| JPH038722A (ja) | 超電導膜の製造方法 | |
| JP2741277B2 (ja) | 薄膜超電導体およびその製造方法 | |
| JP3251093B2 (ja) | 超伝導体およびその製造方法 | |
| JPS63307614A (ja) | 高温酸化物超電導体薄膜 | |
| JPH02162616A (ja) | 酸化物高温超電導膜の製造方法 | |
| JPH02252618A (ja) | Ｂｉ系超電導薄膜の製造方法 | |
| JP2785038B2 (ja) | 超伝導体膜の製造方法 | |
| JPH01219023A (ja) | 超伝導体薄膜の製造方法 | |
| JP2557446B2 (ja) | 複合酸化物系超電導薄膜の製造方法 | |
| EP0559198A2 (en) | Method of preparing oxide superconducting thin film | |
| JP3025891B2 (ja) | 薄膜超電導体およびその製造方法 | |
| JPH02311396A (ja) | 薄膜超伝導体とその製造方法 | |
| JPS63236794A (ja) | 酸化物超伝導薄膜の作製方法 | |
| JPH01105416A (ja) | 薄膜超電導体の製造方法 | |
| JPH0848520A (ja) | 酸化物超電導体及び製造方法 | |
| JPH02124717A (ja) | 酸化物超伝導体 | |
| JPH05194095A (ja) | 薄膜電気伝導体の製造方法 | |
| JPH02167827A (ja) | 薄膜超電導体 | |
| JPH0287421A (ja) | 酸化物超伝導体 |