JPH0416595A - 酸化物系超伝導膜の製造方法 - Google Patents
酸化物系超伝導膜の製造方法Info
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- JPH0416595A JPH0416595A JP2120537A JP12053790A JPH0416595A JP H0416595 A JPH0416595 A JP H0416595A JP 2120537 A JP2120537 A JP 2120537A JP 12053790 A JP12053790 A JP 12053790A JP H0416595 A JPH0416595 A JP H0416595A
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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］
本発明は酸化物系超伝導膜の製造方法に係わり、特にＭ
ＢＥ法（分子線エピタキシ法）による酸化物系超伝導膜
の製造方法の改良に関する。
ＢＥ法（分子線エピタキシ法）による酸化物系超伝導膜
の製造方法の改良に関する。
［従来の技術］
Ｌａ系（Ｌａ−Ｂａ−Ｃｕ−０） 、Ｙ系（Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０） 、Ｂ ｉ系（Ｂ ｉ−８ｒ−Ｃａ −Ｃｕ
−０）およびＴＮ系（Ｔｊ！−Ｂａ−Ｃａ −Ｃｕ−０
）等の酸化物に代表される酸化物系の超伝導物質は、従
来の合金系や金属間化合物系、即ち、Ｎｂ−Ｔｉ系やＮ
ｂ５Ｓｎ系の超伝導物質と比較して、その臨界温度（Ｔ
ｃ）が高く、各種の用途への応用が期待されている。
Ｃｕ−０） 、Ｂ ｉ系（Ｂ ｉ−８ｒ−Ｃａ −Ｃｕ
−０）およびＴＮ系（Ｔｊ！−Ｂａ−Ｃａ −Ｃｕ−０
）等の酸化物に代表される酸化物系の超伝導物質は、従
来の合金系や金属間化合物系、即ち、Ｎｂ−Ｔｉ系やＮ
ｂ５Ｓｎ系の超伝導物質と比較して、その臨界温度（Ｔ
ｃ）が高く、各種の用途への応用が期待されている。
このような応用の前提として、酸化物系の超伝導物質を
用いて超伝導コイルや超伝導素子等を製造するために、
線材化および薄膜化技術を確立することが必要であり、
その中でもジョセフソン素子等のエレクトロニクス材料
への利用として、超伝導間の弱結合を作り易く、微細加
工が容易で高集積化が可能な薄膜の製造技術を確立する
ことが重要となってきている。
用いて超伝導コイルや超伝導素子等を製造するために、
線材化および薄膜化技術を確立することが必要であり、
その中でもジョセフソン素子等のエレクトロニクス材料
への利用として、超伝導間の弱結合を作り易く、微細加
工が容易で高集積化が可能な薄膜の製造技術を確立する
ことが重要となってきている。
従来、薄膜の製造方法の主なものとして、（イ）スパッ
タリング法、（ロ）ＣＶＤ法および（）Ｘ）蒸着法が知
られている。
タリング法、（ロ）ＣＶＤ法および（）Ｘ）蒸着法が知
られている。
上記（イ）の方法は、Ａｒ等のガス雰囲気中でターゲッ
トと基板との間に電圧をかけ、電子の衝突によって発生
するガスイオンをターゲットに衝突させて、叩き出され
た原子を基板に付着させる方法であり、主機構が熱的過
程でないため高融点材料の薄膜化が容易であり、基板と
の付着力の強い膜が得られる利点を有する。また上記（
ロ）の方法は、ハロゲン化物や水素化物等の化合物の形
で原料を供給し、高温基板上での反応により薄膜を成長
させる方法で、成長速度が極めて高く量産的である利点
を有し、さらに上記（ハ）の方法は、各成分毎に蒸発源
を設は蒸発速度を独立に制御しながら同時に蒸発させて
、基板上で化合させる方法であり、組成の制御が容易で
、純度の高い薄膜が得られる利点を有する。
トと基板との間に電圧をかけ、電子の衝突によって発生
するガスイオンをターゲットに衝突させて、叩き出され
た原子を基板に付着させる方法であり、主機構が熱的過
程でないため高融点材料の薄膜化が容易であり、基板と
の付着力の強い膜が得られる利点を有する。また上記（
ロ）の方法は、ハロゲン化物や水素化物等の化合物の形
で原料を供給し、高温基板上での反応により薄膜を成長
させる方法で、成長速度が極めて高く量産的である利点
を有し、さらに上記（ハ）の方法は、各成分毎に蒸発源
を設は蒸発速度を独立に制御しながら同時に蒸発させて
、基板上で化合させる方法であり、組成の制御が容易で
、純度の高い薄膜が得られる利点を有する。
しかしながら、上記（イ）〜（ハ）の方法では、■原子
層レベルでの成長膜厚を制御すること、■原子スケール
での平滑性を有する表面を得ること、■原子の相互拡散
の影響による超伝導特性の低下を防止すること、および
■組成制御を正確におこなうことがいずれも困難である
という難点を有する。
層レベルでの成長膜厚を制御すること、■原子スケール
での平滑性を有する表面を得ること、■原子の相互拡散
の影響による超伝導特性の低下を防止すること、および
■組成制御を正確におこなうことがいずれも困難である
という難点を有する。
このような難点を解消する方法として、近年、ＭＢＥ法
（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ：
分子線エピタキシ法）による薄膜の製造が検討されてい
る。
（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ ：
分子線エピタキシ法）による薄膜の製造が検討されてい
る。
この方法は、成長させる物質を高真空中で加熱して、各
元素の蒸発分子をビーム状にして基板に向けて蒸発させ
、基板上に単結晶を堆積させるものである。理論的には
、超高真空中での分子衝突に対する平均自由行程が常圧
時より長くなるため、蒸発分子か他の分子と衝突せずに
基板に到達する。
元素の蒸発分子をビーム状にして基板に向けて蒸発させ
、基板上に単結晶を堆積させるものである。理論的には
、超高真空中での分子衝突に対する平均自由行程が常圧
時より長くなるため、蒸発分子か他の分子と衝突せずに
基板に到達する。
このＭＢＥ法は上記の■〜■の難点をいずれも克服する
ものであり、かつ結晶成長中に電子線回折等により観察
すること、および蒸着マスクを用いて選択成長させるこ
とか可能である利点を有する。
ものであり、かつ結晶成長中に電子線回折等により観察
すること、および蒸着マスクを用いて選択成長させるこ
とか可能である利点を有する。
［発明が解決しようとする課題］
上記のように、ＭＢＥ法により酸化物超伝導膜を製造す
る場合には、原料温度、基板温度、シャッタの使用等に
より高精度の組成制御や単原子層の膜厚制御ができる上
、エピタキシ成長が期待できる利点を有するが、蒸発源
として用いるＹ、Ｂａ等が高融点金属のため、その溶融
、蒸発に高融点ルツボや電子銃を使用する必要かあり、
装置構造が複雑となる上、酸化膜を生成させるために導
入する酸化種（０２，０３、Ｏｏ）が原料の金属を酸化
し堆積速度を変化させるため、成長中の酸素分圧が制限
される等の問題点がある。蒸発条件の変化は、フィード
バック回路によるパワー増大により原料の突沸の原因と
もなる。
る場合には、原料温度、基板温度、シャッタの使用等に
より高精度の組成制御や単原子層の膜厚制御ができる上
、エピタキシ成長が期待できる利点を有するが、蒸発源
として用いるＹ、Ｂａ等が高融点金属のため、その溶融
、蒸発に高融点ルツボや電子銃を使用する必要かあり、
装置構造が複雑となる上、酸化膜を生成させるために導
入する酸化種（０２，０３、Ｏｏ）が原料の金属を酸化
し堆積速度を変化させるため、成長中の酸素分圧が制限
される等の問題点がある。蒸発条件の変化は、フィード
バック回路によるパワー増大により原料の突沸の原因と
もなる。
ＭＢＥ法による酸化物系超伝導膜の作製例としては、（
ニ）反応性蒸着により、単結晶ＹＢＣＯ薄膜を作製した
もの（Ｊ ｐｎ、Ｊ、Ａｐｐ ＩＰｈｙｓ、、２７．Ｌ
９１−９３．１９８８）、（ホ）ＥＣＲプラズマを使用
して、分子線領域てＹＢＣＯ薄膜を作製したもの（Ｊｐ
ｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、２７．Ｌ２０７５−２
０７７゜１９８８）または（へ）原料の酸化の問題を回
避するために、蒸発源と成長室とを分け、それぞれ排気
する差動排気システムを用いたもの（Ｊｐｎ。
ニ）反応性蒸着により、単結晶ＹＢＣＯ薄膜を作製した
もの（Ｊ ｐｎ、Ｊ、Ａｐｐ ＩＰｈｙｓ、、２７．Ｌ
９１−９３．１９８８）、（ホ）ＥＣＲプラズマを使用
して、分子線領域てＹＢＣＯ薄膜を作製したもの（Ｊｐ
ｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、２７．Ｌ２０７５−２
０７７゜１９８８）または（へ）原料の酸化の問題を回
避するために、蒸発源と成長室とを分け、それぞれ排気
する差動排気システムを用いたもの（Ｊｐｎ。
Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、２８．Ｌ６３５−６３８．
１９８９）等を上げることができる。
１９８９）等を上げることができる。
しかしながら、上記（ニ）の方法では、基板周辺の酸素
分圧を高くすることにより酸化物を作製しているが、基
板周辺が分子線領域に達しておらず、ＭＢＥ法の利点で
あるシャッタ制御による原子層制御は困難である。また
上記（ホ）の方法では、蒸発源としてＹ等の高融点金属
をもちいているため、原料が酸化するという問題かあり
、（へ）の方法では装置が複雑となる上、成長中の酸素
分圧が制限されるという難点を有する。
分圧を高くすることにより酸化物を作製しているが、基
板周辺が分子線領域に達しておらず、ＭＢＥ法の利点で
あるシャッタ制御による原子層制御は困難である。また
上記（ホ）の方法では、蒸発源としてＹ等の高融点金属
をもちいているため、原料が酸化するという問題かあり
、（へ）の方法では装置が複雑となる上、成長中の酸素
分圧が制限されるという難点を有する。
本発明は上記の難点を解決するためになされたもので、
即ち、ＭＢＥ法において高融点ルツボや電子銃等の装置
を必要とせずに、分子線領域を維持しながら酸素分圧を
高め、かつ原料の酸化の問題を生ずることなく酸化物系
超伝導膜を製造する方法を提供することをその目的とす
る。
即ち、ＭＢＥ法において高融点ルツボや電子銃等の装置
を必要とせずに、分子線領域を維持しながら酸素分圧を
高め、かつ原料の酸化の問題を生ずることなく酸化物系
超伝導膜を製造する方法を提供することをその目的とす
る。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の酸化物系超伝導膜
の製造方法は、酸化物系超伝導物質を構成する金属元素
を含む金属錯対または有機金属化合物を、高真空中でそ
れぞれ加熱して、その蒸発分子をビーム状にして基板に
向けて蒸発させることにより堆積させ、前記基板上に酸
化物系超伝導物質の単結晶膜を生成させるものである。
の製造方法は、酸化物系超伝導物質を構成する金属元素
を含む金属錯対または有機金属化合物を、高真空中でそ
れぞれ加熱して、その蒸発分子をビーム状にして基板に
向けて蒸発させることにより堆積させ、前記基板上に酸
化物系超伝導物質の単結晶膜を生成させるものである。
本発明における酸化物系超伝導物質としては、特に限定
されないが、代表的にはＹ系、Ｂｉ系等の超伝導物質に
適用することができる。
されないが、代表的にはＹ系、Ｂｉ系等の超伝導物質に
適用することができる。
また酸化物系超伝導物質を構成する金属元素を含む物質
としては、蒸発温度が金属よりも著しく低い金属錯体ま
たは有機金属化合物が用いられ、特に基板上への堆積速
度からβ−ジケトン系の金属錯体が好適する。
としては、蒸発温度が金属よりも著しく低い金属錯体ま
たは有機金属化合物が用いられ、特に基板上への堆積速
度からβ−ジケトン系の金属錯体が好適する。
β−ジケトンはケト−エノール互変異性体で、エノール
体が多くの金属に２座配位子として結合したもので、常
温で粉末状の固体であり、加熱することにより蒸発する
。蒸発温度が金属より遥かに低いので、低温でも蒸気圧
が十分にとれ、また酸素に対して金属より安定であるた
め、原料の酸化の問題も生じない。β−ジケトン系の金
属体の中、Ｄ ＰＭ （ｄｉｐｉｖａｌｏｙｌ ｍｅｔ
ｈａｎｅ）とＰＰＭ（ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐ
ａｎｏｙｌ ｐｉｖａｌｏｙｌ ｍｅｔｈａｎｅ）につ
いて基板上への堆積速度と熱重量分析（ＴＧＡ）の結果
から、Ｙ系の超伝導膜の生成には、特にＹ（ＰＰＭ）ａ
、Ｂ ａ （Ｐ Ｐ Ｍ） ＊およびＣｕ（ＤＰＭ）２
が原料として適することが判明した。これ等の原料の蒸
発温度１２０℃の時のＭｇ０（１００）基板温度と金属
付着量との関係を第１表に、またその構造図を第４図に
示す。
体が多くの金属に２座配位子として結合したもので、常
温で粉末状の固体であり、加熱することにより蒸発する
。蒸発温度が金属より遥かに低いので、低温でも蒸気圧
が十分にとれ、また酸素に対して金属より安定であるた
め、原料の酸化の問題も生じない。β−ジケトン系の金
属体の中、Ｄ ＰＭ （ｄｉｐｉｖａｌｏｙｌ ｍｅｔ
ｈａｎｅ）とＰＰＭ（ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐ
ａｎｏｙｌ ｐｉｖａｌｏｙｌ ｍｅｔｈａｎｅ）につ
いて基板上への堆積速度と熱重量分析（ＴＧＡ）の結果
から、Ｙ系の超伝導膜の生成には、特にＹ（ＰＰＭ）ａ
、Ｂ ａ （Ｐ Ｐ Ｍ） ＊およびＣｕ（ＤＰＭ）２
が原料として適することが判明した。これ等の原料の蒸
発温度１２０℃の時のＭｇ０（１００）基板温度と金属
付着量との関係を第１表に、またその構造図を第４図に
示す。
第１表 Ｙ系原料の堆積速度
本発明の方法においては、分子線領域を保つために基板
上への蒸発分子の堆積は高真空下で行われるが、この場
合の真空度は５Ｘ１０−’以下、特に１０−４以下とす
ることが好ましい。真空度が５ＸＩＯ−’を越えると蒸
発分子の平均自由行程が短くなり、これにより制御性が
低下する。
上への蒸発分子の堆積は高真空下で行われるが、この場
合の真空度は５Ｘ１０−’以下、特に１０−４以下とす
ることが好ましい。真空度が５ＸＩＯ−’を越えると蒸
発分子の平均自由行程が短くなり、これにより制御性が
低下する。
また、加熱された基板上へ堆積した蒸発分子は分解して
酸化物結晶に成長するが、必要に応じて酸化性雰囲気中
で熱処理を施すことができる。即ち、１００％オゾンや
活性酸素を用いた場合には堆積後に熱処理を施さなくと
も超伝導膜を生成することが可能であるが、酸素分圧が
低い場合には熱処理を必要とする。Ｙ糸紐伝導膜の場合
、その温度は８８０〜９５０℃が適する。熱処理温度が
８８０℃未満であるとＹＢＣＯの結晶成長が小さく、９
５０℃を越える温度や長時間の熱処理によってもＢａＯ
等の分解物を生成し、特性が低下したり超伝導性を示さ
な（なる。
酸化物結晶に成長するが、必要に応じて酸化性雰囲気中
で熱処理を施すことができる。即ち、１００％オゾンや
活性酸素を用いた場合には堆積後に熱処理を施さなくと
も超伝導膜を生成することが可能であるが、酸素分圧が
低い場合には熱処理を必要とする。Ｙ糸紐伝導膜の場合
、その温度は８８０〜９５０℃が適する。熱処理温度が
８８０℃未満であるとＹＢＣＯの結晶成長が小さく、９
５０℃を越える温度や長時間の熱処理によってもＢａＯ
等の分解物を生成し、特性が低下したり超伝導性を示さ
な（なる。
以上述べたＹ系の場合に対しては、本願第２の発明とし
て、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導物質を構成する金属
元素を含むβ−ジケトン系の金属錯体を、高真空中でそ
れぞれ加熱して、その蒸発分子をビーム状にしてＭｇＯ
基板に向けて蒸発させることにより前記基板上に堆積さ
せた後、酸化性雰囲気中で８８０〜９５０℃の温度で熱
処理を施すことにより、前記基板上に酸化物系超伝導物
質の単結晶膜を生成させる酸化物系超伝導膜の製造方法
として記述される。
て、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導物質を構成する金属
元素を含むβ−ジケトン系の金属錯体を、高真空中でそ
れぞれ加熱して、その蒸発分子をビーム状にしてＭｇＯ
基板に向けて蒸発させることにより前記基板上に堆積さ
せた後、酸化性雰囲気中で８８０〜９５０℃の温度で熱
処理を施すことにより、前記基板上に酸化物系超伝導物
質の単結晶膜を生成させる酸化物系超伝導膜の製造方法
として記述される。
［作用］
本発明の方法においては、蒸発温度が金属よりも低い金
属錯体または有機金属化合物を蒸発源に用いるため、通
常の蒸発セルを使用することができ、また原料が酸化に
対して金属より安定なため、酸化物の生成に必要な酸素
の分圧を高くすることができる。またシャッター制御が
可能な真空領域であるため、高精度の制御性を維持しな
がら超伝導膜を製造することができる。
属錯体または有機金属化合物を蒸発源に用いるため、通
常の蒸発セルを使用することができ、また原料が酸化に
対して金属より安定なため、酸化物の生成に必要な酸素
の分圧を高くすることができる。またシャッター制御が
可能な真空領域であるため、高精度の制御性を維持しな
がら超伝導膜を製造することができる。
さらに、基板表面で蒸発分子が反応するため、ＭＯＣＶ
Ｄ法のように原料が途中で反応や分解することがない。
Ｄ法のように原料が途中で反応や分解することがない。
即ち、本発明の方法はＭＢＥ法とＭＯＣＶＤ法の利点を
併せ持った結晶成長法といえる。
併せ持った結晶成長法といえる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。
第３図は本発明の方法に用いられるＭＢＥ装置１の一実
施例を示す概略図である。同図において、２は反応室、
３はロードロック室、４は蒸発セルを示す。
施例を示す概略図である。同図において、２は反応室、
３はロードロック室、４は蒸発セルを示す。
反応室２およびロードロック室３はそれぞれターボ分子
ポンプ５とロータリーポンプ６で排気され、ガスを導入
しない状態で１０−４Ｔｏｒｒ以下まで真空にすること
ができる。原料７はそれぞれＢＮ（ボロンナイトライド
）で形成されたルツボ８に収容され、温度コントローラ
９で制御されるタンタルヒータ１０により加熱される。
ポンプ５とロータリーポンプ６で排気され、ガスを導入
しない状態で１０−４Ｔｏｒｒ以下まで真空にすること
ができる。原料７はそれぞれＢＮ（ボロンナイトライド
）で形成されたルツボ８に収容され、温度コントローラ
９で制御されるタンタルヒータ１０により加熱される。
蒸発した原料は基板に向けて直進し、基板に到達する蒸
発分子の量はシャッタ１１の開閉により調節することが
可能な構造となっている。
発分子の量はシャッタ１１の開閉により調節することが
可能な構造となっている。
反応室２内に導入される酸素は０〜５ｃｃｍの範囲でマ
スフローコントローラ１２により制御され、基板から約
１５ｃｍの所までノズル１３を通り基板１４に吹付けら
れる。基板１４は、例えばＭｇＯ（Ｚｏｏ）からなり、
モリブデンで形成されたホルダ１５にインジウム等で接
着され、ホルダ１５は温度コントローラ１６で制御され
るプレート状のタンタルヒータ１７で加熱される。尚、
１８はゲートバルブ、１９は基板搬送器である。
スフローコントローラ１２により制御され、基板から約
１５ｃｍの所までノズル１３を通り基板１４に吹付けら
れる。基板１４は、例えばＭｇＯ（Ｚｏｏ）からなり、
モリブデンで形成されたホルダ１５にインジウム等で接
着され、ホルダ１５は温度コントローラ１６で制御され
るプレート状のタンタルヒータ１７で加熱される。尚、
１８はゲートバルブ、１９は基板搬送器である。
実施例１
第３図に示したＭＢＥ装置１を用いてＹＢＣＯ（Ｙ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０系）超伝導物質の多元蒸着を行った。原
料として、Ｙ、ＢａおよびＣｕのβ−ジケトン系の金属
錯体を用いた。
ａ−Ｃｕ−０系）超伝導物質の多元蒸着を行った。原
料として、Ｙ、ＢａおよびＣｕのβ−ジケトン系の金属
錯体を用いた。
これらの原料をシッヤタ付きの蒸発セルのルツボに入れ
、Ｔａヒータによりそれぞれ加熱し、基板上に薄膜を成
長させた。基板は、上記の超伝導物質と熱膨張率および
格子定数の値がほぼ近く、アルカリ土類金属を含むため
化学的に安定なＭｇＯを用いた。
、Ｔａヒータによりそれぞれ加熱し、基板上に薄膜を成
長させた。基板は、上記の超伝導物質と熱膨張率および
格子定数の値がほぼ近く、アルカリ土類金属を含むため
化学的に安定なＭｇＯを用いた。
この時の堆積条件を以下に示す。
基板・・・・・・・・・・ＭｇＯ（１００）基板温度・
・・・・・８００℃ 原料温度・・・・・・Ｙ （ＰＰＭ）３・・・・・・１
２０’ＣＢ ａ （Ｐ Ｐ Ｍ） ｚ”１６０℃Ｃｕ
（Ｄ Ｐ Ｍ） ２”・・４５℃酸素量・・・・・・・
・３ｃｍ”／ｍｉｎ真空度・・・・・・・・ｌＸｌ０−
４Ｔｏｒｒ堆積速度・・・・・・２７００人／ｈｒこの
ようにして得られた膜の金属組成比はＹ：Ｂａ ： Ｃ
ｕ＝１ ： ２．３９ 二４．５４であった。次いで、
上記の膜を赤外線ゴールドイメージ炉を用いて酸素気流
中（１００ｍｌ／ｍ１ｎ）で９００’ＣＸ１ｈｒ加熱し
、アニールした。
・・・・・８００℃ 原料温度・・・・・・Ｙ （ＰＰＭ）３・・・・・・１
２０’ＣＢ ａ （Ｐ Ｐ Ｍ） ｚ”１６０℃Ｃｕ
（Ｄ Ｐ Ｍ） ２”・・４５℃酸素量・・・・・・・
・３ｃｍ”／ｍｉｎ真空度・・・・・・・・ｌＸｌ０−
４Ｔｏｒｒ堆積速度・・・・・・２７００人／ｈｒこの
ようにして得られた膜の金属組成比はＹ：Ｂａ ： Ｃ
ｕ＝１ ： ２．３９ 二４．５４であった。次いで、
上記の膜を赤外線ゴールドイメージ炉を用いて酸素気流
中（１００ｍｌ／ｍ１ｎ）で９００’ＣＸ１ｈｒ加熱し
、アニールした。
得られた超伝導膜のＸＲＤ （Ｘ線回折）パターンを第
１図に、またその電気抵抗の温度依存性を第２図に示す
。両図から明らかなように、この超伝導膜はほぼＣ軸配
向性を示すとともに、Ｔｃ（ｏｎｓｅｔ）＝８０ＫＳＴ
ｃ （ｅｎｄ）＝７４にの値を有する。
１図に、またその電気抵抗の温度依存性を第２図に示す
。両図から明らかなように、この超伝導膜はほぼＣ軸配
向性を示すとともに、Ｔｃ（ｏｎｓｅｔ）＝８０ＫＳＴ
ｃ （ｅｎｄ）＝７４にの値を有する。
実施例２
原料および基板の種類、原料および基板の温度を実施例
１と同一とし、酸素量を１ ｃ ｍ”７ｍ ｉ ｎ、真
空度を１０−４Ｔｏｒｒとして基板上に薄膜を成長させ
た。次いで、上記の膜を実施例１と同様の方法でアニー
ルした。
１と同一とし、酸素量を１ ｃ ｍ”７ｍ ｉ ｎ、真
空度を１０−４Ｔｏｒｒとして基板上に薄膜を成長させ
た。次いで、上記の膜を実施例１と同様の方法でアニー
ルした。
この超伝導膜の特性を第２表に示す。実施例１に比較し
てＴｃの値が低下しているのは酸化力が弱いためと考え
られる。
てＴｃの値が低下しているのは酸化力が弱いためと考え
られる。
尚、第２表において、○は良好、×は不良および△はそ
の中間の状態を示す。
の中間の状態を示す。
以下余白
比較例１
原料および基板の種類、原料および基板の温度を実施例
１と同一とし、酸素量を５ ｃ ｍ”７ｍ ｉ ｎ、真
空度を１０−”Ｔｏｒｒとして基板上に薄膜を成長させ
た。次いで、上記の膜を実施例１と同様の方法でアニー
ルした。
１と同一とし、酸素量を５ ｃ ｍ”７ｍ ｉ ｎ、真
空度を１０−”Ｔｏｒｒとして基板上に薄膜を成長させ
た。次いで、上記の膜を実施例１と同様の方法でアニー
ルした。
このようにして得られた膜の特性を第２表に示した。こ
の場合にはシャッタによる制御が不可能で、得られた薄
膜はＴｃを示さなかった。
の場合にはシャッタによる制御が不可能で、得られた薄
膜はＴｃを示さなかった。
比較例２
Ｙ、Ｂａの蒸発に電子銃を用い、Ｃｕの蒸発には高融点
ルツボを用いた他は比較例１と同様の方法により、基板
上に薄膜を成長させた。
ルツボを用いた他は比較例１と同様の方法により、基板
上に薄膜を成長させた。
このようにして得られた膜の特性を第２表に示した。こ
の場合には原料が酸化し成膜が不可能であった。
の場合には原料が酸化し成膜が不可能であった。
比較例３
Ｃｕの蒸発温度を１５００℃とし、酸素量を３ｃｍ”／
ｍｉｎ、真空度を１０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較例
２と同様の方法により、基板上に薄膜を成長させた。
ｍｉｎ、真空度を１０−４Ｔｏｒｒとした以外は比較例
２と同様の方法により、基板上に薄膜を成長させた。
このようにして得られた膜の特性を第２表に示した。こ
の場合には原料の酸化のため制御性が悪く、得られた薄
膜はＴｃを示さなかった。
の場合には原料の酸化のため制御性が悪く、得られた薄
膜はＴｃを示さなかった。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明の酸化物系超伝導膜の製造方
法によれば、蒸発温度が金属よりも低い金属錯体または
有機金属化合物を蒸発源に用いるため、高融点ルツボや
電子銃等を必要とせずに、通常の蒸発セルを使用して超
伝導膜を製造することができる。
法によれば、蒸発温度が金属よりも低い金属錯体または
有機金属化合物を蒸発源に用いるため、高融点ルツボや
電子銃等を必要とせずに、通常の蒸発セルを使用して超
伝導膜を製造することができる。
また原料が酸化に対して金属より安定であるため、差動
排気システム等の装置を必要とせずに、酸化物の生成に
必要な酸素分圧を高くすることができるとともに、シャ
ッター制御が可能な高真空領域であるため、高精度の制
御性を維持しながら超伝導膜を製造することができる。
排気システム等の装置を必要とせずに、酸化物の生成に
必要な酸素分圧を高くすることができるとともに、シャ
ッター制御が可能な高真空領域であるため、高精度の制
御性を維持しながら超伝導膜を製造することができる。
第１図は本発明の方法によって製造された超伝導膜のＸ
ＲＤパターン、第２図はその電気抵抗の温度依存性を示
すグラフ、第３図は本発明の方法に用いられるＭＢＥ装
置の概略図、第４図は本発明の方法に用いられる原料の
構造図である。 ２・・・・・・反応管 ３・・・・・・ロードロック室 ４・・・・・・蒸発セル フ・・・・・・原料 １０．１７・・・・・・タンタルヒータ１１・・・・・
・シャッタ １３・・・・・・ノズル １４・・・・・・基板
ＲＤパターン、第２図はその電気抵抗の温度依存性を示
すグラフ、第３図は本発明の方法に用いられるＭＢＥ装
置の概略図、第４図は本発明の方法に用いられる原料の
構造図である。 ２・・・・・・反応管 ３・・・・・・ロードロック室 ４・・・・・・蒸発セル フ・・・・・・原料 １０．１７・・・・・・タンタルヒータ１１・・・・・
・シャッタ １３・・・・・・ノズル １４・・・・・・基板
Claims (4)
- （１）酸化物系超伝導物質を構成する金属元素を含む金
属錯体または有機金属化合物を、高真空中でそれぞれ加
熱して、その蒸発分子をビーム状にして基板に向けて蒸
発させることにより堆積させ、前記基板上に酸化物系超
伝導物質の単結晶膜を生成させることを特徴とする酸化
物系超伝導膜の製造方法。 - （２）Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系の超伝導物質を構成する金
属元素を含むβ−ジケトン系の金属錯体を、高真空中で
それぞれ加熱して、その蒸発分子をビーム状にしてＭｇ
Ｏ基板に向けて蒸発させることにより前記基板上に堆積
させた後、酸化性雰囲気中で８８０〜９５０℃の温度で
熱処理を施すことにより、前記基板上に酸化物系超伝導
物質の単結晶膜を生成させることを特徴とする酸化物系
超伝導膜の製造方法。 - （３）金属錯体は、β−ジケトン系の金属錯体である請
求項１記載の酸化物系超伝導膜の製造方法。 - （４）真空度は５×１０＾−＾４Ｔｏｒｒ以下の高真空
である請求項１または２記載の酸化物系超伝導膜の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120537A JPH0710759B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 酸化物系超伝導膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120537A JPH0710759B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 酸化物系超伝導膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0416595A true JPH0416595A (ja) | 1992-01-21 |
| JPH0710759B2 JPH0710759B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=14788744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120537A Expired - Lifetime JPH0710759B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 酸化物系超伝導膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710759B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7069973B2 (en) | 2001-03-21 | 2006-07-04 | Nichibei Co., Ltd. | Blind, slat for blinds, and method of producing the same and forming machine therefor |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120537A patent/JPH0710759B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7069973B2 (en) | 2001-03-21 | 2006-07-04 | Nichibei Co., Ltd. | Blind, slat for blinds, and method of producing the same and forming machine therefor |
| US7461440B2 (en) | 2001-03-21 | 2008-12-09 | Nichibei Co., Ltd. | Blind, blind slat, manufacturing method of the same, and forming machine of the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0710759B2 (ja) | 1995-02-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |