JPH0328110A - 酸化物超電導膜の作製方法及び装置 - Google Patents

酸化物超電導膜の作製方法及び装置

Info

Publication number
JPH0328110A
JPH0328110A JP1160741A JP16074189A JPH0328110A JP H0328110 A JPH0328110 A JP H0328110A JP 1160741 A JP1160741 A JP 1160741A JP 16074189 A JP16074189 A JP 16074189A JP H0328110 A JPH0328110 A JP H0328110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide superconducting
raw material
superconducting film
film
producing
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
Application number
JP1160741A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Sugii
信之 杉井
Keiichi Kanebori
恵一 兼堀
Katsumi Miyauchi
宮内 克己
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1160741A priority Critical patent/JPH0328110A/ja
Publication of JPH0328110A publication Critical patent/JPH0328110A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (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】
本発明は酸化物超電導膜の製造法に係り、特に化学気相
戊長法を利用した酸化物超電導膜の製造法に関する。
【従来の技術】
化学気相成長法は、戒膜速度の制御性,組威の制御性が
良好であり、かつ大酊積化が容易であるなど優れた特徴
を有する成膜方法である。とくに、熱励起のみで膜或長
反応を進行させる熱励起化学気相或長法は装置構造が簡
単であり、最も生産性の面ですぐれている。このため、
化学気相成長法は、超電導素子,超電導線材,超電導テ
ープ,超電導コイルの作或法として、重要な手段となる
。 そしてこれまでに、代表的な酸化物超電導体であるLn
Ba2Cu30x (Ln=Y,Nd,Sm,Eu,G
d,Dy,Ho,Er,Tm,Yb、5.5≦x≦7.
0)なる組或式で表される酸化物超電導体については、
粉末や焼結体と同等の超電導特性を有する膜が金属元素
の有機化合物を原料とする化学気相成長法により作製で
きるにいたっている。 しかしながら現状では、化学気相成長法により超電導特
性を示す薄膜を作成するには、ジャパニーズ ジャーナ
ル オブ アプライド フィジックス,27 (L98
8年)L1.473−L1475頁(Jpn. J .
 Appl. Phys,, 2 7 ,(1988)
pp.L1473−I、1475)に示されるように成
膜温度,すなわち基板温度を少なくと.も780℃以上
、一般には900℃の高温とすることが必要になってい
る。このような高温で膜を作成した場合、原料と基板と
の反応が進行する,基板中に原料金属が拡散する、ある
いは熱膨張率の違いによりクラックが発生しやすくなる
といった多くの問題がある。 上記従来技術は、超電導膜の原料の前処理について配慮
がされておらず、基板上で直接r!IA戒長されていた
。従って成膜する前に前処理により原料が活性化される
ことがなかったため、戊膜温度の低温化には限界があっ
た。 本発明の目的はすぐれた超電導特性を示す膜をより低い
温度で形戊する方法を提供し、上記問題点を解決するこ
とにある。
【課題を解決するための手段1 上記目的は、金属元素の有機化合物(有機金属化合物)
を原料に用いる化学気相成長法を利用する酸化物超電導
膜の作製方法において、基板上で直接膜或長させる前に
、原料を予め活性化する加熱励起過程を設けることによ
り達或される。具体的には,第1図のような或膜装置に
おいて、膜の或長部分、すなわち,基板より上流に原料
の加熱励起機構を設けることにより実現される。 超電導膜を作製する部分、たとえば基板での膜の戊長様
式は、そこに達した原料の活性度と膜戊長部の温度によ
り決定される。したがって、原料鐙 を或長部分に達する以前に活性化しておくことにより或
長部分の温度の低温化を達成することが可能となる。た
だし.R料の活性化は、その活性化の程度の制御が重要
であり、活性化が強すぎると所望の膜成長部分以外で膜
戊長がおこり,かつ、所望の部分に或長じた膜の特性は
低下する。また、活性化が不十分の場合には、所望部分
に優れた特性を有する超電導膜を作製できず、活性化が
やや進んだ場合には半導体、ほとんど進行していない場
合には絶縁体が生成してしまう。 本発明者らは、この原理に基づき、原料の加熱励起によ
る活性化の過程について詳しく実験と検討を重ね、以下
に実施例をあげて説明するように、優れた超電導特性を
示す膜を低温において作製できることを見出した。 原料の加熱励起による活性化の程度は、全流量F (m
Q/min) 、反応管の断面積S (cm2) ,反
応管内の全圧P (atm) .加熱励起部分の長さL
 (cm) 、加熱励起部分の温度T (K)によって
これらの因子の膜成長に対する効果を実験により検討し
、このF,S,P,L,Tについて、[ (LSP/F
)exp (  6960/T)コなる量により活性化
の程度が定義されることを明らかにできた。そして、こ
の活性化の程度を示す上式の量を2 X 1 0””か
ら3X10−’の範囲に設定することによりすぐれた超
電導特性を示す膜を低温で形成することが可能となるこ
とを見出した。 上に述べたように、この量が2 X 1 0’″10以
下の時、膜は半導体あるいは絶縁体となり、3XiO−
’以上になると所望の位置に膜が形或出来なくなる。 組成式LnBa2Cu3Oxで表される物質は、Xが5
.5から7.0の範囲にあることが超電導特性を示すた
めに必要である.これは膜の作成後に反応管に1 at
mの酸素を導入して基板を室温まで冷却することにより
達成される。 戊膜温度、すなわち基板温度は、低すぎる場合、膜成長
の進行が遅くなるため,また高すぎる場合900℃の範
囲とすることが望ましい。 原料有機金属化合物にはβ−ジケトン錯体を用いる。β
−ジケトンには,アセチルアセトン,ヘプタフルオロブ
タノイルピバロイルメタン,トルフルオロアセチルアセ
トン,ヘキサフルオロアセチルアセトン、2,2,5.
6−テトラメチル−3,5−へブタンジオンなとがあり
、これらをリガンドとした金属錯体が原料として使用可
能である。原料の揮発性の高さ,膜の不純物となりうる
フッ素をリガンド中に含まない事を考慮すると、2,2
,6,6−テトラメチル−3,5−へプタンジオンをリ
ガンドとした、2,2,6,6−テトラメチル−3,5
−へブタンジオネート錯体を原料に用いることが望まし
い。 原料有機金属化合物の蒸気圧は、低すぎる場合、膜成長
速度が著しく低下し、また高すぎる場合にはH質が低下
するため、5 X 1 0−’atmから4 X 1 
0−’atmの範囲に設定すればよい。 Bai料ガスの分圧に対するLn,Cuの原料ガスの分
圧の比は、LnBa.Cu30xの化学量論比であるL
n:Ba:Cu=1:2:3に近い組或の膜を作成する
ためにそれぞれ0.2〜0.8、1.2〜1.8、望ま
しくは0.4〜0,6、1.4〜1.6に設定すればよ
い。 第1図に本実施例で用いた装置を示す。反応管(1)は
内径16mmφの石英製で、原料ガス加熱励起部(2)
を持っているのが特徴である。この熱励起部で加熱励起
して膜或長が進行しやすいように活性化した後に基板上
に到達させることである.これにより、基板上での膜戒
長が容易に進行するようになり、低温においてすぐれた
超電導粋膜の作或が可能となる。以下にその作用の原理
を説明する。 高品質な膜を低温で形成できるため、この膜を用いて、
超電導電線,超電導配線,超電導素子,超電導コイル,
超電導アクチュエータ,超電導輸送装置,超電導マグネ
ット,超電導電磁波シールド,超電導エネルギー貯蔵装
置の製造が可能になる。 【実施例1 実施例1. でに加熱する。 原料の有機金属にする、Y,Ba,Cuの2,2,6,
6−テトラメチル−3,5−へブタンジオネート錯体(
 Y ( T T{ D )3 ,B a ( T H
 D ) 2,C u ( T H D)z)を加熱し
て気化させ、Arを用いて反応管まで導入した。気化器
の温度とキャリアガス流量をそれぞれ、Y,Ba,Cu
の順に110℃−50mQ/min,240℃−50m
Q/min,115℃−5 0 m Q / m j 
nとした。そして反応管の手前であらかじめ加熱した酸
素ガス(流量100mQ/min)を混合した。混合ガ
スの配管は300℃に加熱した。 加熱励起部の全圧を3.9 X 1 0−3atmとし
て、SrTi○,上に土時間作製した膜の電気特性を第
2図に示す。超電導臨界温度(TO(R=O))は77
Kであった。 このとき(LSP/F)exp (−6960/T)は
3.4 X 1 0−”である。 実施例2. 第1図の装置で基板温度を700℃に設定し、気化器の
温度を一定に保ち、加熱励起部の断面積S、加熱励起部
の長さL,ガス流量F、圧力Pを変化させて或膜した。 第3図に示されるように、膜のTc(R=O)の変化は
(LSP/F)exp(− 6 9 6 0/T)によ
って決まることがわかる。 すなわち(LSP/F)exp (−6960/T)を
3 X 1 0−10以上に設定することによりすぐれ
た超電導膜が低温で作成できることがわかる。 方、(LSP/F)exp (−6960/T)を3X
10−’以上とすると、加熱励起部における反応が盛ん
に起こり、基板部での或膜効率が落ち,膜質が低下する
ため不適切である。 実施例3. 加熱励起部の断面積S、ガス流量F、圧力Pを実施例1
と同様に設定し、基板温度,加熱励起部の長さおよび加
熱励起部の温度(予熱温度)を変化させて成膜した。各
々の条件と(LSP/F)exp ( − 6 9 6
 0/T)の値、膜のTc(R=O)を第1表にまとめ
た。 第l表 このように基板温度600〜800℃の範囲では、(L
SP/F)exp (−6960/T)の値を概ね2〜
4倍に大きくすれば基板温度を50℃低下できる。 ところで、以上の実施例では基板にSrTiO,を用い
たが,他のM g O , AQ zO 3, Y S
 Z ,LaAQO.,LaGa○gg Sl021 
S l等についても同様な効果が得られる。さらに,本
発明の効果は基板の形状にも依存しない。 また,原料についても2,2,6,6−テトラメチル−
3,5−へブタンジオネート錯体のみならず、アセチル
アセトン錯体等のβ−ジケトン錯体やシクロペンタジエ
ニル誘導体系の錯体等の有機金属原料を用いても同様の
効果が得られる。 またさらに、原料の温度を上げる方法としては、実施例
の様に加熱部分を設けるという方法のほか、高温のガス
を混合する、あるいは、原料ガスの一部をより高温にし
ておく、等の方法があるが、これらの方法によっても本
発明の効果が得られる。 【発明の効果】 本発明によれば、従来より低い基板温度で優れた超電導
薄膜の作或が可能となる。したがって、超電導素子,超
電導線材,超電導テープ,超電導シールド材等の超電導
製品が製造可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1に用いた成膜装置図、第2図
は実施例1で作成した膜の電気特性を示す線図、第3図
は実施例2の予熱条件と膜の特性の関係を示す線図。 l・・・反応管、2・・・原料の加熱励起部、3・・・
膜或長部、8・・・加熱励起用電気炉、9・・・膜成長
用電気炉。 第2図 油A(K) 鴻3図 2・−

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.有機金属化合物を原料に用いる化学気相成長法を利
    用する酸化物超電導膜の製法において、基板上で膜成長
    させる前に上記原料を加熱励起させることを特徴とする
    酸化物超電導膜の作製方法。
  2. 2.酸化物超電導膜の組成がLnBa_2Cu_3O_
    x(LnはY,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,
    Er,TmおよびYbからなる群から選ばれる1つの元
    素、xの範囲は6.5≦x≦7.0)なる式で表される
    ことを特徴とする請求項1記載の酸化物超電導膜の作製
    方法。
  3. 3.上記加熱励起が、キャリアガスおよび酸素ガスの流
    量をF、加熱励起部分の断面積をS、加熱励起部分の全
    圧をP、加熱励起部分の温度をT、加熱励起部分の長さ
    をLとしたとき、 2×10^−^2^0≦(LSP/F)exp(−69
    60/T)≦3×10^−^6の条件を満足するように
    行なわれることを特徴とする請求項1または2記載の酸
    化物超電導膜の作製方法。
  4. 4.基板温度が600℃〜800℃であることを特徴と
    する請求項1から3までのいずれかに記載の酸化物超電
    導膜の作製方法。
  5. 5.原料に用いる有機金属化合物が金属のβ−ジケトン
    錯体であることを特徴とする請求項1から4までのいず
    れかに記載の酸化物超電導膜の作製方法。
  6. 6.原料に用いる有機金属化合物の蒸気圧が5×10^
    −^6atm〜4×10^−^4atmであることを特
    徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の酸化物
    超電導膜の作製方法。
  7. 7.原料を加熱励起させる手段として、高温のガスを原
    料に混合することを特徴とする請求項1記載の酸化物超
    電導膜の作製方法。
  8. 8.反応管の内部に膜成部長としての基板を有し、該基
    板上で有機金属化合物を原料に用いる化学気相成長法を
    利用して膜形成する酸化物超電導膜の作製装置において
    、薄膜の成長部分より上流に原料の加熱励起機構を設け
    たことを特徴とする酸化物超伝導膜の作製装置。
JP1160741A 1989-06-26 1989-06-26 酸化物超電導膜の作製方法及び装置 Pending JPH0328110A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1160741A JPH0328110A (ja) 1989-06-26 1989-06-26 酸化物超電導膜の作製方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1160741A JPH0328110A (ja) 1989-06-26 1989-06-26 酸化物超電導膜の作製方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0328110A true JPH0328110A (ja) 1991-02-06

Family

ID=15721454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1160741A Pending JPH0328110A (ja) 1989-06-26 1989-06-26 酸化物超電導膜の作製方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0328110A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458086A (en) * 1993-10-13 1995-10-17 Superconductor Technologies, Inc. Apparatus for growing metal oxides using organometallic vapor phase epitaxy
US5689590A (en) * 1992-04-30 1997-11-18 Ricoh Company, Ltd. Background noise removing apparatus and method applicable to color image processing apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5689590A (en) * 1992-04-30 1997-11-18 Ricoh Company, Ltd. Background noise removing apparatus and method applicable to color image processing apparatus
US5458086A (en) * 1993-10-13 1995-10-17 Superconductor Technologies, Inc. Apparatus for growing metal oxides using organometallic vapor phase epitaxy
USRE36295E (en) * 1993-10-13 1999-09-14 Superconductor Technologies, Inc. Apparatus for growing metal oxides using organometallic vapor phase epitaxy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3548801B2 (ja) 特定の金属種に特定の配位子を配位させた金属錯体を含む溶液組成物、希土類超電導膜製造用溶液組成物、特定金属錯体の非結晶固形物、特定の金属種に特定の配位子を配位させた金属錯体を含む溶液の製造方法、希土類超電導膜製造用溶液の製造方法、及び超電導薄膜の形成方法。
JPH01252779A (ja) セラミック超電導体の製造方法
WO1990013517A1 (fr) Supraconducteur a base d'oxyde et procede de production
JPH0829943B2 (ja) 超伝導体薄膜の形成方法
WO1990003453A1 (fr) Procede de formation d'un mince film supraconducteur
JPH0328110A (ja) 酸化物超電導膜の作製方法及び装置
JPH01179423A (ja) 絶縁薄膜の製造方法
US5863336A (en) Apparatus for fabrication of superconductor
Enstrom et al. Compounds and Alloys for Superconducting Applications
KR890011126A (ko) 복합 산화물 초전도박막 또는 선재와 그 제작방법
JPH01148798A (ja) 超電導薄膜の製造方法
EP0558268A1 (en) Thallium-calcium-barium-copper-oxide superconductor with silver and method
JP3548802B2 (ja) 特定の金属種に特定の配位子を配位させた金属錯体を含む溶液組成物、希土類超電導膜製造用溶液組成物、特定金属錯体の非結晶固形物、特定の金属種に特定の配位子を配位させた金属錯体を含む溶液の製造方法、希土類超電導膜製造用溶液の製造方法、及び超電導薄膜の製造方法。
TW201825723A (zh) 氮化鎵積層體之製造方法
JP5764404B2 (ja) 超電導線の製造方法
JP3049314B1 (ja) 酸化物超伝導複合線材の製造方法
JP5468857B2 (ja) 超電導線材の製造方法及びcvd装置
JP2539032B2 (ja) 酸化物超電導体製造装置用原料連続供給装置および原料の連続供給方法
JPH0375207A (ja) 酸化物超電導体薄膜の製造方法
JP3292004B2 (ja) ビスマス化合物の製造方法
JPH01219016A (ja) 酸化物を分散させた超電導セラミツク薄膜の製造法
JPH01260717A (ja) 金属酸化物超伝導材料層の製造方法及び装置
JP3071110B2 (ja) 超伝導線の製造方法
JP4741787B2 (ja) 高温超電導膜の作製方法
JPH05147905A (ja) 酸化物超電導体の製造方法