JPH0412028A - Ｔｉ系超伝導材料 - Google Patents
Ｔｉ系超伝導材料Info
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- JPH0412028A JPH0412028A JP11083190A JP11083190A JPH0412028A JP H0412028 A JPH0412028 A JP H0412028A JP 11083190 A JP11083190 A JP 11083190A JP 11083190 A JP11083190 A JP 11083190A JP H0412028 A JPH0412028 A JP H0412028A
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Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (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］
本発明は配線、電磁波センサー、超伝導トランジスタ、
電流制御素子、超伝導マグネット等に用いる超伝導材料
に関する。
電流制御素子、超伝導マグネット等に用いる超伝導材料
に関する。
［従来の技術］
現在安定性、再現性、共にあり世界で公認されている最
も高い臨界温度を持つ超伝導物質はＡｒｋａｎｓａｓ大
学のＡ、Ｍ、Ｈｅｒｍａｎｎらの発見したＴｌ−Ｍ−Ｃ
ｕ−０系（ここでＭはアルカリ土類を示す）である。主
たる化合物の組成はＴ ｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３０ｘで
あり詳細はＰｈｙｓ ｉｃａ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ。
も高い臨界温度を持つ超伝導物質はＡｒｋａｎｓａｓ大
学のＡ、Ｍ、Ｈｅｒｍａｎｎらの発見したＴｌ−Ｍ−Ｃ
ｕ−０系（ここでＭはアルカリ土類を示す）である。主
たる化合物の組成はＴ ｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３０ｘで
あり詳細はＰｈｙｓ ｉｃａ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ。
６０ Ｎｏ１６ ｐｐ１６５７、Ｊａｐａｎｅｓｅ
Ｊｏｕｎａｌ Ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙＳｉｃｓ Ｖｏｌ、２７ Ｎｏ５ １９８８ｐｐ
Ｌ８０４等に述べられている。この物質は１２０に以上
の臨界温度を持つため液体窒素（７７Ｋ）を冷却剤とし
て使用した場合Ｙ系やＢｉ系に較べ大きなマージンがと
れ幅広い応用が期待されている。
Ｊｏｕｎａｌ Ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙＳｉｃｓ Ｖｏｌ、２７ Ｎｏ５ １９８８ｐｐ
Ｌ８０４等に述べられている。この物質は１２０に以上
の臨界温度を持つため液体窒素（７７Ｋ）を冷却剤とし
て使用した場合Ｙ系やＢｉ系に較べ大きなマージンがと
れ幅広い応用が期待されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら前記超伝導材料の臨界電流密度は■多結晶
になり易い材料であると共に結晶粒界部に電流を阻害す
る第２相が析出し易い。
になり易い材料であると共に結晶粒界部に電流を阻害す
る第２相が析出し易い。
■コヒーレンス長さが短いため粒界部の影響を受は易い
。
。
■異方性が強い。 （結晶を配向させる必要がある）
等の理白により大変但いものであった。その値はコンス
タントに得られる値で薄膜は１０’Ａ／ｃｍ２台、線材
は１０ ’ Ａ ／ ｃ ｍ ２台前半が一般的であっ
た。 通常臨界電流密度は薄膜を主体としたエレクトロ
ニクスへの応用で１０’Ａ／ｃｍ２以上、線材を主体と
した重電機器への応用で１０５Ａ／ｃｍ２以上必要と言
われているがこの様に値はまだ２桁も差がある。これら
の対策として超伝導物質の単結晶化があるが単結晶化は
大口径化が困難であるだけでなくコストが非常に高くな
るため実用化に向けては多結晶に於て臨界電流密度を上
げる必要がある。
タントに得られる値で薄膜は１０’Ａ／ｃｍ２台、線材
は１０ ’ Ａ ／ ｃ ｍ ２台前半が一般的であっ
た。 通常臨界電流密度は薄膜を主体としたエレクトロ
ニクスへの応用で１０’Ａ／ｃｍ２以上、線材を主体と
した重電機器への応用で１０５Ａ／ｃｍ２以上必要と言
われているがこの様に値はまだ２桁も差がある。これら
の対策として超伝導物質の単結晶化があるが単結晶化は
大口径化が困難であるだけでなくコストが非常に高くな
るため実用化に向けては多結晶に於て臨界電流密度を上
げる必要がある。
また超伝導トランジスターやジョセフソン素子では数ｎ
ｍと極めて薄い絶縁層を形成しなくてはならないため表
面は平滑であることが必要であるが現状は数十ｎｍの凹
凸を持っていた。
ｍと極めて薄い絶縁層を形成しなくてはならないため表
面は平滑であることが必要であるが現状は数十ｎｍの凹
凸を持っていた。
本発明はこの様な問題を解決するものであり、その目的
とするところは製造コストの安い多結晶体に於て高い臨
界電流密度を持つと共に薄膜ではデバイス化に必要な表
面モホロジーを確保したＴｌ系超伝導材料を得んとする
ものである。
とするところは製造コストの安い多結晶体に於て高い臨
界電流密度を持つと共に薄膜ではデバイス化に必要な表
面モホロジーを確保したＴｌ系超伝導材料を得んとする
ものである。
［課題を解決するための手段］
１ ）Ｔ ニーＭ−Ｃｕ−０系超伝導物質（ここで又は
アルカリ土類元素を示す）にＲｅを添加したこと２）Ｒ
ｅ／Ｃｕは０． ００５〜０． ０８（７）範囲内であ
ることを特徴とする。
アルカリ土類元素を示す）にＲｅを添加したこと２）Ｒ
ｅ／Ｃｕは０． ００５〜０． ０８（７）範囲内であ
ることを特徴とする。
［実施例コ
以下実施例に従い本発明の詳細な説明する。
先ずターゲットを作る。所定量の酸化第二銅、酸化レニ
ウム、炭酸バリウム、炭酸カルシューム、酸化イリジウ
ムをボールミルにより混合分散させる。次にこの粉末を
３００ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２で加圧成形した後８０
０８Ｃ〜８８０℃酸素ガス雰囲気中で１時間焼成、表面
層を切削除去し２インチ厚さ３ｍｍのターゲットを得る
。
ウム、炭酸バリウム、炭酸カルシューム、酸化イリジウ
ムをボールミルにより混合分散させる。次にこの粉末を
３００ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２で加圧成形した後８０
０８Ｃ〜８８０℃酸素ガス雰囲気中で１時間焼成、表面
層を切削除去し２インチ厚さ３ｍｍのターゲットを得る
。
次にＲＦマグネトロンスパッタでＭｇ０（１００）単結
晶基板上に上記ターゲットを用い薄膜を形成する。この
時の成膜条件は、初期真空度： １−８〜２．３＊１Ｏ
−７Ｔｏｒｒ、使用ガス： アルゴン（７０％）酸素（
３０％）の混合ガス、出力１００〜１５５Ｗ、スパッタ
時のガス圧：１．５〜３．２＊ １０−”Ｔ Ｏｒ ｒ
、 基板温度： ２００°Ｃ１成膜速度： ４〜８
ｎ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ、膜厚３０００〜３５００人で
ある。尚基板は表面粗さのバラツキによる臨界電流密度
への影響を押さえるため研磨面ではなくへきかい面を用
いた。
晶基板上に上記ターゲットを用い薄膜を形成する。この
時の成膜条件は、初期真空度： １−８〜２．３＊１Ｏ
−７Ｔｏｒｒ、使用ガス： アルゴン（７０％）酸素（
３０％）の混合ガス、出力１００〜１５５Ｗ、スパッタ
時のガス圧：１．５〜３．２＊ １０−”Ｔ Ｏｒ ｒ
、 基板温度： ２００°Ｃ１成膜速度： ４〜８
ｎ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ、膜厚３０００〜３５００人で
ある。尚基板は表面粗さのバラツキによる臨界電流密度
への影響を押さえるため研磨面ではなくへきかい面を用
いた。
次に８８０°Ｃ酸素ガス雰囲気中で５分間アニル処理、
酸素プラズマ中で１５時間酸素導入処理を行い酸化物超
伝導薄膜を得た。ここで酸素プラズマにより酸素を導入
しているのは加熱処理ではＴ１が飛び組成がずれるため
である。
酸素プラズマ中で１５時間酸素導入処理を行い酸化物超
伝導薄膜を得た。ここで酸素プラズマにより酸素を導入
しているのは加熱処理ではＴ１が飛び組成がずれるため
である。
得られた超伝導薄膜をイオンビームエツチングによりバ
ターニングした後臨界電流密度を４端子法により測定し
た。測定雰囲気はＨｅガス中（Ｈｅは熱伝導が良く試料
温度を均一化出来ると共に不活性であり試料の変質を防
ぐことが出来る）測定温度は７７にで玲却には極低温冷
凍機（ダイキン工業製）を用いた。結果を比較例（Ｒｅ
ｆｉ加無し加熱加量が適正範囲外のもの）と共に第１表
に示した。
ターニングした後臨界電流密度を４端子法により測定し
た。測定雰囲気はＨｅガス中（Ｈｅは熱伝導が良く試料
温度を均一化出来ると共に不活性であり試料の変質を防
ぐことが出来る）測定温度は７７にで玲却には極低温冷
凍機（ダイキン工業製）を用いた。結果を比較例（Ｒｅ
ｆｉ加無し加熱加量が適正範囲外のもの）と共に第１表
に示した。
第１表
表より判るように実際の応用にはまだ僅か足りないもの
もあるがＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ系超伝導材料にＲｅを
添加することより顕著に臨界＠流密度が向上している。
もあるがＴｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ系超伝導材料にＲｅを
添加することより顕著に臨界＠流密度が向上している。
これはＲｅの添加により電流を阻害する第２相の析出を
抑制しているためと薄膜を平滑なものにしているためと
考えられる。
抑制しているためと薄膜を平滑なものにしているためと
考えられる。
尚添加量はＲｅ ／ Ｃｕの比で０．００５〜０．０８
の範囲内が好ましい。添加量は少ないと効果はなく、多
すぎると超伝導物質の構造を破壊するため逆に臨界電流
密度は低下する。
の範囲内が好ましい。添加量は少ないと効果はなく、多
すぎると超伝導物質の構造を破壊するため逆に臨界電流
密度は低下する。
また臨界電流密度向上の上でも役立っている平滑性向上
は前にも述べたようにデバイス化の上でも良い結果をも
たらす。
は前にも述べたようにデバイス化の上でも良い結果をも
たらす。
実施例では薄膜に於て述べたが線材やバルクでも効果は
同じであり何等差し支えない。但し値段が高いため材料
使用量の少ない薄膜の方が適しているといえる。また高
臨界温度相の安定化のためｐｂで元素の一部を置換した
系でも効果は同じであり何等差し支えない。
同じであり何等差し支えない。但し値段が高いため材料
使用量の少ない薄膜の方が適しているといえる。また高
臨界温度相の安定化のためｐｂで元素の一部を置換した
系でも効果は同じであり何等差し支えない。
［発明の効果コ
以上述べたように本発明によればＴ工系超伝導物質にＲ
ｅを添加することにより結晶の粒界部に析出し電流を阻
害する第２相を抑制すると共に材料を平滑化出来るため
製造コストの安い多結晶体でも高い臨界電流密度を得る
ことが出来る。またデバイス化に必要な表面モホロジー
も良くなる。
ｅを添加することにより結晶の粒界部に析出し電流を阻
害する第２相を抑制すると共に材料を平滑化出来るため
製造コストの安い多結晶体でも高い臨界電流密度を得る
ことが出来る。またデバイス化に必要な表面モホロジー
も良くなる。
尚この材料は配線、電磁波センサー 磁束メモリ、ジョ
セフソン素子、超伝導トランジスタ、磁気シールド材、
送電ケーブル、通信ケーブル、超伝導モータ、超伝導マ
グネット等に応用できる。
セフソン素子、超伝導トランジスタ、磁気シールド材、
送電ケーブル、通信ケーブル、超伝導モータ、超伝導マ
グネット等に応用できる。
以上
出願人 セイコーエプソン株式会社
代理人弁理士 鈴木喜三部 他１名
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ＴＩ−Ｍ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導物質（ここでＭはアル
カリ土類元素を示す）にＲｅを添加したことを特徴とす
るＴＩ系超伝導材料。 ２）Ｒｅ／Ｃｕは０．００５〜０．０８の範囲内である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＴＩ系超
伝導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083190A JPH0412028A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Ｔｉ系超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11083190A JPH0412028A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Ｔｉ系超伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412028A true JPH0412028A (ja) | 1992-01-16 |
Family
ID=14545772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11083190A Pending JPH0412028A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Ｔｉ系超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0412028A (ja) |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP11083190A patent/JPH0412028A/ja active Pending
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