JPH0446081A - 酸化物超電導薄膜の作製方法 - Google Patents
酸化物超電導薄膜の作製方法Info
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- JPH0446081A JPH0446081A JP2154207A JP15420790A JPH0446081A JP H0446081 A JPH0446081 A JP H0446081A JP 2154207 A JP2154207 A JP 2154207A JP 15420790 A JP15420790 A JP 15420790A JP H0446081 A JPH0446081 A JP H0446081A
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Landscapes
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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
本発駅は、酸化物超電導薄膜の作製方法に関する。より
詳細には、レーザ蒸着法を用いてａ軸配向またはｂ軸配
向、すなわち結晶のａ軸またはｂ軸が基板面に垂直な酸
化物超電導薄膜を作製する方法に関する。
詳細には、レーザ蒸着法を用いてａ軸配向またはｂ軸配
向、すなわち結晶のａ軸またはｂ軸が基板面に垂直な酸
化物超電導薄膜を作製する方法に関する。
従来の技術
Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−○系、Ｂｉ −３ｒ −Ｃａ−Ｃｕ
−０系およびＴｌ−Ｂａ−ロａ−Ｃｕ−０系の各酸化物
超電導体は、臨界温度が高く、実用化が有望と考えられ
ている。
−０系およびＴｌ−Ｂａ−ロａ−Ｃｕ−０系の各酸化物
超電導体は、臨界温度が高く、実用化が有望と考えられ
ている。
これらの酸化物超電導体を、ジョセフソン素子、超電導
トランジスタ等の電子デバイスに応用するためには、薄
膜化することが必須である。
トランジスタ等の電子デバイスに応用するためには、薄
膜化することが必須である。
一方、酸化物超電導体は、その超電導特性に異方性のあ
ることが知られており、特に、結晶のｃ軸に垂直な方向
の超電導臨界電流密度が大きい。
ることが知られており、特に、結晶のｃ軸に垂直な方向
の超電導臨界電流密度が大きい。
従来、薄膜の表面に平行な方向に大きい電流を流すこと
ができる、Ｃ軸配向の酸化物超電導体薄膜を作製する研
究が多く行われてきた。その結果、スパッタリング法、
蒸着法、レーザ蒸着法等の方法で、良質なＣ軸配向の酸
化物超電導体の単結晶薄膜が得られている。
ができる、Ｃ軸配向の酸化物超電導体薄膜を作製する研
究が多く行われてきた。その結果、スパッタリング法、
蒸着法、レーザ蒸着法等の方法で、良質なＣ軸配向の酸
化物超電導体の単結晶薄膜が得られている。
発明が解決しようとする課題
上記の酸化物超電導体は、コヒーレンス長にも異方性が
あり、結晶のａ軸方向およびｂＷＢ方向のコヒーレンス
長は、Ｃ軸方向のコヒーレンス長よりも長い（Ｃ軸方向
のコヒーレンス長：数人、ａ軸方向およびｂ軸方向のコ
ヒーレンス長；１０数人）従って、酸化物超電導体をエ
レクトロニクスに応用する、例えばジョセフソン接合を
作製するためには、コヒーレンス長のより長いＣ軸配向
の薄膜が必要とされている。
あり、結晶のａ軸方向およびｂＷＢ方向のコヒーレンス
長は、Ｃ軸方向のコヒーレンス長よりも長い（Ｃ軸方向
のコヒーレンス長：数人、ａ軸方向およびｂ軸方向のコ
ヒーレンス長；１０数人）従って、酸化物超電導体をエ
レクトロニクスに応用する、例えばジョセフソン接合を
作製するためには、コヒーレンス長のより長いＣ軸配向
の薄膜が必要とされている。
Ｃ軸配向またはｂ軸配向の酸化物超電導薄膜を、例えば
スパッタリング法で作製するには、Ｃ軸配向の酸化物超
電導薄膜を作製する場合より、基板温度を数１０℃低く
すればよいことがわかっている。
スパッタリング法で作製するには、Ｃ軸配向の酸化物超
電導薄膜を作製する場合より、基板温度を数１０℃低く
すればよいことがわかっている。
ところが、この基板温度は低過ぎて、この基板温度で成
膜すると、薄膜を構成する酸化物超電導体の結晶性が悪
く、また、結晶に酸素が十分に供給されない。従って、
従来の方法で作製されたＣ軸配向またはｂ軸配向の酸化
物超電導薄膜の電気特性は良好ではなかった。
膜すると、薄膜を構成する酸化物超電導体の結晶性が悪
く、また、結晶に酸素が十分に供給されない。従って、
従来の方法で作製されたＣ軸配向またはｂ軸配向の酸化
物超電導薄膜の電気特性は良好ではなかった。
従って、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
して、高品質のＣ軸配向、ｂ軸配向またはａ軸およびｂ
軸の両方の配向性を有する酸化物超電導薄膜の作製方法
を提供することにある。
して、高品質のＣ軸配向、ｂ軸配向またはａ軸およびｂ
軸の両方の配向性を有する酸化物超電導薄膜の作製方法
を提供することにある。
以下、Ｃ軸配向、ｂｒＦＩＢ配向またはａｆ＃およびｂ
軸の両方の配向性を有する薄膜をａ、ｂ軸配向の薄膜と
記す。
軸の両方の配向性を有する薄膜をａ、ｂ軸配向の薄膜と
記す。
課題を解決するための手段
本発明に従うと、酸化物超電導体の薄膜を基板上にパル
スレーザによるレーザ蒸着法で作製する方法において、
以下のことをそれぞれ特徴とする方法が提供される。
スレーザによるレーザ蒸着法で作製する方法において、
以下のことをそれぞれ特徴とする方法が提供される。
■ 成膜時の前記基板温度を６２０℃以下とする。
■ 成膜中の圧力を２００ｍＴｏｒｒ以下とする。
■ 成膜時の前記基板温度を６２０℃以下とし、成膜中
の圧力を２００ｍＴｏｒｒ以下とする。
の圧力を２００ｍＴｏｒｒ以下とする。
作用
本発明の方法では、パルスレーザによるレーザ蒸着法を
使用して、基板上に、ａ、ｂ軸配向の酸化物超電導薄膜
を作製する。本発明の方法では、成膜時の基板温度が６
２０℃以下である。６２０℃を超える基板温度で成膜し
た場合には、Ｃ軸配向の薄膜となる。
使用して、基板上に、ａ、ｂ軸配向の酸化物超電導薄膜
を作製する。本発明の方法では、成膜時の基板温度が６
２０℃以下である。６２０℃を超える基板温度で成膜し
た場合には、Ｃ軸配向の薄膜となる。
本発明の方法では、成膜中の圧力を２００ｍＴｏｒｒ以
下とする。成膜中の圧力が２００ｍＴｏｒｒを超えた場
合には、プラズマの状態が変化し、Ｃ軸配向またはＣ軸
配向とａＸｂ軸配向が混在する薄膜となる。
下とする。成膜中の圧力が２００ｍＴｏｒｒを超えた場
合には、プラズマの状態が変化し、Ｃ軸配向またはＣ軸
配向とａＸｂ軸配向が混在する薄膜となる。
本発明の方法で使用するレーザは、例えばエキシマレー
ザ、ＣＯ２レーザ等の高畠力が可能なものが好ましい。
ザ、ＣＯ２レーザ等の高畠力が可能なものが好ましい。
以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。
実施例
第１図に本発明の方法を実現するレーザ蒸着装置の一例
を示す。第１図のレーザ蒸着装置では、レーザ装置１０
て発生されたレーザ光がレンズ６によって集光され、チ
ャンバ１のレーザ光入射窓９に入射し、チャンバ１内に
収納されている原料ターゲット５を照射する。レーザ族
＠１０はパルスレーザ光を発振し、ターゲット５を照射
する。チャンバ１は、内部を高真空に排気可能で、ター
ゲット５に対向するように基板ホルダ３に基板２が固定
されている。基板ホルダ３内には、基板２を加熱するヒ
ータ４が備えられている。
を示す。第１図のレーザ蒸着装置では、レーザ装置１０
て発生されたレーザ光がレンズ６によって集光され、チ
ャンバ１のレーザ光入射窓９に入射し、チャンバ１内に
収納されている原料ターゲット５を照射する。レーザ族
＠１０はパルスレーザ光を発振し、ターゲット５を照射
する。チャンバ１は、内部を高真空に排気可能で、ター
ゲット５に対向するように基板ホルダ３に基板２が固定
されている。基板ホルダ３内には、基板２を加熱するヒ
ータ４が備えられている。
本発明の方法で、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏ７−Ｘ酸化物超電
導薄膜を作製した。主な作製条件を以下に示す。
導薄膜を作製した。主な作製条件を以下に示す。
基 板 ５ｒＴＩＣｈ単結晶基板基板温度
６００℃ 圧 力 １００ｍＴｏｒｒレーザエネ
ルギ １．２ Ｊ ／ （ｃＩＩ！・ｐｕｌｓｅ
）レーザパルスレート １ρｐｓ 本実施例では、予めチャンバ１内を５ Ｘ １Ｏ−６Ｔ
ｏｒｒまで排気してから、０２を併給して上記の圧力を
保って蒸着を行った。それぞれの酸化物超電導薄膜を草
さ２００ ｎｍまで成長させ、冷却速度４℃／分で室温
まで冷却した。成膜後には、−切の熱処理を行わなかっ
た。
６００℃ 圧 力 １００ｍＴｏｒｒレーザエネ
ルギ １．２ Ｊ ／ （ｃＩＩ！・ｐｕｌｓｅ
）レーザパルスレート １ρｐｓ 本実施例では、予めチャンバ１内を５ Ｘ １Ｏ−６Ｔ
ｏｒｒまで排気してから、０２を併給して上記の圧力を
保って蒸着を行った。それぞれの酸化物超電導薄膜を草
さ２００ ｎｍまで成長させ、冷却速度４℃／分で室温
まで冷却した。成膜後には、−切の熱処理を行わなかっ
た。
得られた酸化物超電導薄膜をＸ線回折により解析したと
ころ、第２図に示すよう結晶性のよいａ軸配向の薄膜で
あった。また、この酸化物超電導薄膜の超電導特性の測
定を行ったところ、以下の第１表に示す結果が得られた
。
ころ、第２図に示すよう結晶性のよいａ軸配向の薄膜で
あった。また、この酸化物超電導薄膜の超電導特性の測
定を行ったところ、以下の第１表に示す結果が得られた
。
第１表
発明の効果
以上詳述のように、本発明の方法によれば、従来よりも
簡便にａ軸配向の酸化物超電導薄膜が作製可能である。
簡便にａ軸配向の酸化物超電導薄膜が作製可能である。
本発明の方法は、隼に成膜条件の制御を行うだけである
ので、従来の方法と較べてコストが特に上昇することも
ない。
ので、従来の方法と較べてコストが特に上昇することも
ない。
本発明により、特にエレクトロニクス分野への酸化物超
電導体の応用が促進される。
電導体の応用が促進される。
第１図は、本発明の方法を実現するレーザ蒸着装置の一
例の概略図であり、 第２図は、本発明の方法により作製された酸化物超電導
薄膜のＸ線回折による分析結果を示すグラフである。 〔主な参照番号〕 １・・・チャンバ、 ２・・・基板、 ３・・・基板ホルダ、 ヒータ、 ターゲット、 レンズ、 レーザ光入射窓、 レーザ装置
例の概略図であり、 第２図は、本発明の方法により作製された酸化物超電導
薄膜のＸ線回折による分析結果を示すグラフである。 〔主な参照番号〕 １・・・チャンバ、 ２・・・基板、 ３・・・基板ホルダ、 ヒータ、 ターゲット、 レンズ、 レーザ光入射窓、 レーザ装置
Claims (3)
- （１）酸化物超電導体の薄膜を基板上にパルスレーザに
よるレーザ蒸着法で作製する方法において、成膜時の前
記基板温度を６２０℃以下とすることを特徴とする酸化
物超電導薄膜の作製方法。 - （２）酸化物超電導体の薄膜を基板上にパルスレーザに
よるレーザ蒸着法で作製する方法において、成膜中の圧
力を２００ｍＴｏｒｒ以下とすることを特徴とする酸化
物超電導薄膜の作製方法。 - （３）酸化物超電導体の薄膜を基板上にパルスレーザに
よるレーザ蒸着法で作製する方法において、成膜時の前
記基板温度を６２０℃以下とし、成膜中の圧力を２００
ｍＴｏｒｒ以下とすることを特徴とする酸化物超電導薄
膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154207A JPH0446081A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 酸化物超電導薄膜の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154207A JPH0446081A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 酸化物超電導薄膜の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446081A true JPH0446081A (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=15579186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154207A Pending JPH0446081A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 酸化物超電導薄膜の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0446081A (ja) |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154207A patent/JPH0446081A/ja active Pending
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