JPH03504713A - 超伝導性の薄膜の製作 - Google Patents

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】 発明の名称 超伝導性の薄膜の製作 技術分野 本発明は改善された超伝導特性を有する超伝導性の薄膜の製作に関する。

８７年２月１３日に出願された同時係属中の出願の連続番号ＯＪ、４，３５４　 、及びＷｕ等による文献“Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｒｅｖ、Ｌｅｔｔ、５８．９０８（ １９８７）”に開示されて以来、安定な三価の、かつ同等な半径を有する希土類 元素のイオンによるＹ”イオンを含む様々なイオンの置換、又は遷移金属のイオ ンによる銅イオンの置換について言及された活動が雑多な結果を生み出してきた 。ある場合には、これらの置換はＴｃの低下又は超伝導性の完全な消滅幌結び付 いた。

活動の他の領域では、酸化銅の超伝導に関する出願として薄膜の製作に思いが巡 らされている。

本発明が特に申し述べようとしているのはこの薄膜の製作である。

発明の開示 従って、転移温度がより高く、かつ転移特性が鋭い点で超伝導特性を有する改善 された超伝導薄膜の製作方法を与えるための改善された製作技術を与えることが 本発明の目的である。

また、無線周波数によるスパッタリング技術及び２１１半導体相を利用する基板 材料と共にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０の化合物の１２３超伝導相のターゲット材料を利 用した超伝導薄膜を与えることが本発明の他の目的である。

図面の簡単な説明 本発明のより完全な理解及び多くの付随する利点は、添付図面と結び付けて考慮 し、以下の詳細な説明を参照することにより、より良く理解されるようになるこ とと同じ様に容易に得られるであろう。ここで、第１図は温度の関数として焼き なまされた１２３相の膜の電気抵抗の特性図、 第２図は焼きなまされた１２３相の膜の電流−電圧（１−Ｖ）の電気的な関係を 示す特性図である。

本発明を実行するための最適方式 最初の９０に多相Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０の化合物（１９８７年２月１３日に出願さ れた同時係属中の出願の連続番号８１４．３５９及び文献’Ｐｈｙｓ　Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ、５１１，９０８（１９８７ど）を作製する過程中、かなり短い燃焼時 間を伴って９５０　”Ｃより高い温度に達したとき、サンプルは鋭いＴｃの転移 を与えることが観測された。Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０の化合物は、緑色のＹ、　Ｂ　 ａ　Ｃｕ　Ｏｓ相（“２１１”相）及び超伝導性のＹ、Ｂａ２　Ｃｕ３０７相（ “１２３°相）がら構成される。単−相１２３化合物を得るため、かなり注意深 い熱処理手順が要求されることが観測された。これらの観測は、２１１相の存在 が超伝導性の１２３相の形成に熱力学的に好ましく、より高い温度での処理は、 ある他の不安定な相を安定化するという仮説を与える。

本出願人による１９８８年２月２６日に出願された同時係属中の出願の連続番号 ＩＢ１．１５２は高い温度での処理について言及している。

２１１相は超伝導性の１２３相の形成に熱力学的に好ましいという観測に基づき 、超伝導性の薄膜が、薄膜ターゲット材料として超伝導相及び基板材料として２ １１相の半導体材料を利用して、以下の方法で作られた。

上記化合物がターゲットのため使われ、材料はペレットに圧縮され、１２時間９ ５０℃で加熱され、次いで室温に急冷された１２３相のＹ１Ｂａ２　Ｃｕ３０７ を形成するため金属酸化物と共に適度の量を混合して成った。

基板材料は適度な量の酸化物をすり潰し、ペレットに圧縮し、２１１相のＹ２Ｂ ａＣｕＯｇを形成するため９５０℃で１２時間に渡って加熱されて準備された。

完全な反応を確実にするため、材料は再度すり潰され、ペレットに圧縮され、次 いで再加熱された。

超伝導性の薄膜の製作はＲＦ（無線周波数）によるスパッタリング技術の使用を 含む。つまり、ターゲット材料は酸素雰囲気下で９５０℃で６時間に渡って焼き なまされ、次いで加熱炉内で徐々に冷却された。超伝導性を示し始める温度は約 ９６°にであった。使用された基板材料は上述された２１１相であった。２１１ 相の均質さは、Ｌｏｏ等による“旧ｇｈ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｓｕｐｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｔａｌｓ　　−Ｐｒｅｐｅｒａｔｉｏｎ、Ｐ ｒｏｐｅｒｔｊｅｓ　　ａｎｄ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ’ｅｄＪ、Ｅ、Ｈａｔ ｒｉｅｌｄ、　１９Ｈで議論された方法により、ラーマンのマイクロプローブを 使って決定された。

ＲＦによるスパッタリングは、いかなるマグネトロンによる向上を図ることなく 　ａ、Ｃ，信号の簡単な適用及び室温の簡単な使用を伴って使用され、薄膜を形 成するいかなる受は入れられた技術も、基板として“２１１”相の使用のため改 善された超伝導特性を与えるべく機能した。

追加の技術は、マグネトロンで高められたＲＦスパッタリング、Ｄ、Ｃ，スパッ タリング、及びレーザ蒸着の使用を含む。

当初スパッタリングを受けた膜は絶縁され、１ミクロンの厚みを有した。その膜 は、酸素雰囲気下で９００”Ｃで３０分間に渡って焼きなまされ、次いで加熱炉 内で冷却された後、超伝導性を有するようになった。

焼きなまされた膜の電気抵抗は第１図で示されるような温度関数を有する。超伝 導性の変移点は９３°に近くであり、非常に鋭く変移する。電流−電圧（Ｉ−Ｖ ）特性は第２図に示される。評価された臨界電流密度は約３５ＯＡ／ｃｓ２であ る。基板として２１１相を使うことによって得られた利点は、焼きなまされた膜 のＴｃが塊のターゲット材料と比較して劣化しないことであり、２１１相の基板 は準備するにかなり容易である。

明らかに、基板材料の性質を改善するため、より卓越した粉末焼結技術を使い、 及び固めた基板又はより良い性質の膜を得るため単一の結晶２１１相の基板の使 用のような本発明のいろいろな態様は上記技術の様相において可能である。それ 故、添付された請求の範囲内で、本発明がこの文中で特徴的に説明されたような ものと異なって実行されても理解されることである。

温度（Ｋ） ＦＩＧ、７ 電圧（ｍＶ） 国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化銅の超伝導相を形成するため適度な量の金属酸化物と共に混合すること によってターゲット材料を形成する工程と、 前記超伝導性の酸化銅の超伝導体の一の半導体の相を少なくとも形成するため適 度な量の金属酸化物と共に混合することによって基板材料を形成する工程と、前 記ターゲット材料を酸素雰囲気下で焼きなます工程と、 前記基板材料上に当初スパッタリングされた一の膜を形成するため前記ターゲッ ト材料をスパッタリング技術によってスパッタリングする工程と、 酸素雰囲気下で前記膜及び前記基板を焼きなます工程とによって準備されたこと を特徴とする超伝導性の酸化銅の薄膜の製作。
2. ２．酸化銅の超伝導体はＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏであり、半導体相は緑色のＹ２Ｂａ ＣｕＯ５相（“２１１”相）であり、超伝導性の棺はＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７であ ることを特徴とする請求の範囲１記載の超伝導性の酸化銅の薄膜。
3. ３．２１１相は、完全な反応を確実にするため適度の量の酸化物を加熱し、再度 すり潰すことによって準備されたことを特徴とする請求の範囲２記載の超伝導性 の酸化銅の薄膜。