JPH0464269A - 酸化物超伝導体の製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法 - Google Patents
酸化物超伝導体の製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法Info
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- JPH0464269A JPH0464269A JP2176714A JP17671490A JPH0464269A JP H0464269 A JPH0464269 A JP H0464269A JP 2176714 A JP2176714 A JP 2176714A JP 17671490 A JP17671490 A JP 17671490A JP H0464269 A JPH0464269 A JP H0464269A
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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
本発明は高臨界温度を有する酸化物超伝導体の製造方法
および酸化物超伝導薄膜の製造方法に関すも 従来の技術 高温超伝導体として、Ａ１５型二元系化合物として窒化
ニオブ（Ｎ ｂ Ｎ）やゲルマニウムニオブ（ＮｂｓＧ
ｅ）などが知られていた力（これらの材料の超伝導転移
温度はたかだか２４にであっｆ＝−Ｘ ペロブスカイ
ト系三元化合物１よ さらに高い転移温度が期待さり、
Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の高温超伝導体が提案され
た［Ｊ、Ｇ、Ｂｅｄｎｏｒｚ ａｎｄＫ、Ａ；−Ｍｕｌ
ｌｅｒ、７フイトシスリ７１７ｚア・フィシ゛−り（Ｚ
ｅｉｔｓｈｒｉｆｔ Ｆｕｒ Ｐｈｙｓｉｋ Ｂ）−
Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔｔｅｒ、ｖｏｌ、６４．１
８９−１９３（１９８６）Ｌ さら番−より超伝導臨界温度の高いＹＩＢａ２Ｃｕ ａ
Ｏ？−Ｘ系（１２３系）か発見された［Ｍ、に、 Ｗ
ｕＪ、Ｒ，Ａｓｈｂｕｒｎ、 Ｃ，Ｊ、Ｔｏｒｎｇ、
Ｐ、Ｈ，Ｈｏｒ、 Ｒ，Ｌ、Ｍｅｎｇ、 Ｌ、Ｇａｏ、
Ｚ、Ｊ、Ｈｕａｎｇ、 Ｙ、Ｑ、Ｗａｎｇ
ａｎｄ Ｃ０Ｗ、Ｃｈｕ、 ７（シ楡カル・レビュ
ー・レタース″’（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）Ｖｏｌ、５８、９０８（１９８７
）］。続いて最近 同じＹ、Ｂａ、ＣＵからなるＹ＋Ｂ
ａａＣｕ４０ｖ、ｓ＊ｘの系（１２４系）が薄膜で発
見された［Ａ、Ｆ、Ｍａｒｓｈａｌｌ、 Ｒ，Ｗ、Ｂａ
ｒｔｏｎＫ、Ｃｈａｒ、 Ａ、Ｋａｉｔｕｌｎｉｋ、
Ｂ、Ｏｈ、 Ｒ，Ｈ，Ｈａｍｍｏｎｄ ａｎｄＳ
、Ｓ、Ｌａｄｅｒｍａｎ、 ７４シ′カル・レビュー
Ｂ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂ）Ｖｏ
ｌ、３７．９３５３（１９８８）］。この種の材料の超
伝導機構の詳細は明らかではない力士 転移温度が室温
以上に高くなる可能性があり、高温超伝導材料として従
来の二元系化合物より、より有望な特性が期待されも さらに１２３系は酸素欠損形であり、周囲の雰囲気に対
して不安定であるのに対して１２４系は極めて安定な結
晶構造を有している。
および酸化物超伝導薄膜の製造方法に関すも 従来の技術 高温超伝導体として、Ａ１５型二元系化合物として窒化
ニオブ（Ｎ ｂ Ｎ）やゲルマニウムニオブ（ＮｂｓＧ
ｅ）などが知られていた力（これらの材料の超伝導転移
温度はたかだか２４にであっｆ＝−Ｘ ペロブスカイ
ト系三元化合物１よ さらに高い転移温度が期待さり、
Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−０系の高温超伝導体が提案され
た［Ｊ、Ｇ、Ｂｅｄｎｏｒｚ ａｎｄＫ、Ａ；−Ｍｕｌ
ｌｅｒ、７フイトシスリ７１７ｚア・フィシ゛−り（Ｚ
ｅｉｔｓｈｒｉｆｔ Ｆｕｒ Ｐｈｙｓｉｋ Ｂ）−
Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ Ｍａｔｔｅｒ、ｖｏｌ、６４．１
８９−１９３（１９８６）Ｌ さら番−より超伝導臨界温度の高いＹＩＢａ２Ｃｕ ａ
Ｏ？−Ｘ系（１２３系）か発見された［Ｍ、に、 Ｗ
ｕＪ、Ｒ，Ａｓｈｂｕｒｎ、 Ｃ，Ｊ、Ｔｏｒｎｇ、
Ｐ、Ｈ，Ｈｏｒ、 Ｒ，Ｌ、Ｍｅｎｇ、 Ｌ、Ｇａｏ、
Ｚ、Ｊ、Ｈｕａｎｇ、 Ｙ、Ｑ、Ｗａｎｇ
ａｎｄ Ｃ０Ｗ、Ｃｈｕ、 ７（シ楡カル・レビュ
ー・レタース″’（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ
Ｌｅｔｔｅｒｓ）Ｖｏｌ、５８、９０８（１９８７
）］。続いて最近 同じＹ、Ｂａ、ＣＵからなるＹ＋Ｂ
ａａＣｕ４０ｖ、ｓ＊ｘの系（１２４系）が薄膜で発
見された［Ａ、Ｆ、Ｍａｒｓｈａｌｌ、 Ｒ，Ｗ、Ｂａ
ｒｔｏｎＫ、Ｃｈａｒ、 Ａ、Ｋａｉｔｕｌｎｉｋ、
Ｂ、Ｏｈ、 Ｒ，Ｈ，Ｈａｍｍｏｎｄ ａｎｄＳ
、Ｓ、Ｌａｄｅｒｍａｎ、 ７４シ′カル・レビュー
Ｂ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｂ）Ｖｏ
ｌ、３７．９３５３（１９８８）］。この種の材料の超
伝導機構の詳細は明らかではない力士 転移温度が室温
以上に高くなる可能性があり、高温超伝導材料として従
来の二元系化合物より、より有望な特性が期待されも さらに１２３系は酸素欠損形であり、周囲の雰囲気に対
して不安定であるのに対して１２４系は極めて安定な結
晶構造を有している。
発明が解決しようとする課題
ところ力月２４系の製造において、焼成体の酸化物超伝
導体の場合には数１０気圧の酸素圧力のもとての熱処理
を必要とする。また酸化物超伝導薄膜の製造の場合には
急激な昇温 降温の熱処理を必要とし 他種の材料と組
合せたデバイスなどへの応用を不可能としていれ 本発明はこのような従来の課題を解決するもので、高圧
の加圧を必要としない酸化物超伝導体の製造方法および
急激な昇ｌ 降温を必要としない酸化物超伝導薄膜の製
造方法の提供を目的とする。
導体の場合には数１０気圧の酸素圧力のもとての熱処理
を必要とする。また酸化物超伝導薄膜の製造の場合には
急激な昇温 降温の熱処理を必要とし 他種の材料と組
合せたデバイスなどへの応用を不可能としていれ 本発明はこのような従来の課題を解決するもので、高圧
の加圧を必要としない酸化物超伝導体の製造方法および
急激な昇ｌ 降温を必要としない酸化物超伝導薄膜の製
造方法の提供を目的とする。
課題を解決するための手段
上記の目的を達成するために本発明の酸化物超伝導体の
製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法Ｌｔ、
主成分がＬｎ、ＢａおよびＣｕからなる酸素を含まない
化合物の成形体を酸素を含む雰囲気中で熱処理する力＼
基板上に 主成分がＬｎ、ＢａおよびＣｕからなる合
金薄膜を堆積させ、薄膜堆積後、酸素を含む雰囲気中で
熱処理す４ここで、 ＬｎはＣａ、Ｙ、Ｓｃおよびラン
タン系列の一種以上の元素であａ 作用 一般に１２４系を得るために高圧酸素のもとで熱処理を
必要とするの（友 焼成体を製造する初期にＬｎ、Ｂａ
、Ｃｕのそれぞれの酸化物粉体を秤量し 混ぜ合わせる
ので成形体中に調整不可能な酸素が必然的に存在するた
めは １２４系以外に１２３系の種ができてしま（＼
１２３系の成長を抑え１２４系のみを成長させるために
高圧酸素のもとで熱処理が必要である。本発明の酸化物
超伝導体の製造方法は 酸素を含まないＬｎ−Ｂａ−Ｃ
ｕの化合物の成形体を酸素を含む雰囲気中で熱処理する
ので、熱処理の昇温の段階から絶えず金属元素に酸素を
供給しなから１２３系よりも結晶化温度の低い１２４系
を選択的に成長させるのであるかぺ １２４系の結晶化
温度に熱処理温度を設定するだけで、高圧酸素のもとで
熱処理をすることなく、高品質の１２４系が製造できる
。
製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法Ｌｔ、
主成分がＬｎ、ＢａおよびＣｕからなる酸素を含まない
化合物の成形体を酸素を含む雰囲気中で熱処理する力＼
基板上に 主成分がＬｎ、ＢａおよびＣｕからなる合
金薄膜を堆積させ、薄膜堆積後、酸素を含む雰囲気中で
熱処理す４ここで、 ＬｎはＣａ、Ｙ、Ｓｃおよびラン
タン系列の一種以上の元素であａ 作用 一般に１２４系を得るために高圧酸素のもとで熱処理を
必要とするの（友 焼成体を製造する初期にＬｎ、Ｂａ
、Ｃｕのそれぞれの酸化物粉体を秤量し 混ぜ合わせる
ので成形体中に調整不可能な酸素が必然的に存在するた
めは １２４系以外に１２３系の種ができてしま（＼
１２３系の成長を抑え１２４系のみを成長させるために
高圧酸素のもとで熱処理が必要である。本発明の酸化物
超伝導体の製造方法は 酸素を含まないＬｎ−Ｂａ−Ｃ
ｕの化合物の成形体を酸素を含む雰囲気中で熱処理する
ので、熱処理の昇温の段階から絶えず金属元素に酸素を
供給しなから１２３系よりも結晶化温度の低い１２４系
を選択的に成長させるのであるかぺ １２４系の結晶化
温度に熱処理温度を設定するだけで、高圧酸素のもとで
熱処理をすることなく、高品質の１２４系が製造できる
。
１２４系の薄膜製造では 焼成体製造の場合に比べ 薄
膜の膜束 基板による制限を受けるので理由は明白とは
なってはいない力士 高圧酸素のもとての熱処理は必要
ではない力士 熱処理の時、急激な昇温 降温過程が不
可欠であった この過程も上記成形体の場合と同じく薄
膜中に調整不可能な酸素が存在するため１２３系の成長
を抑え １２４系を成長させるためのものと考えられる
。この従来からの１２４系の薄膜製造に対し 本発明の
酸化物超伝導薄膜の製造方法でζ友Ｌｎ、Ｂａ、Ｃｕの
合金薄膜を基板上に堆積し 酸素を含む雰囲気中で熱処
理するので調整不可能な酸素は薄膜中に存在せず、酸素
は薄膜外からＬｎ、 Ｂａ、 ＣＵに必要な量だけ
供給され 金属元素の組成調整と、熱処理温度の調整だ
けで１２４系だけが成長する。
膜の膜束 基板による制限を受けるので理由は明白とは
なってはいない力士 高圧酸素のもとての熱処理は必要
ではない力士 熱処理の時、急激な昇温 降温過程が不
可欠であった この過程も上記成形体の場合と同じく薄
膜中に調整不可能な酸素が存在するため１２３系の成長
を抑え １２４系を成長させるためのものと考えられる
。この従来からの１２４系の薄膜製造に対し 本発明の
酸化物超伝導薄膜の製造方法でζ友Ｌｎ、Ｂａ、Ｃｕの
合金薄膜を基板上に堆積し 酸素を含む雰囲気中で熱処
理するので調整不可能な酸素は薄膜中に存在せず、酸素
は薄膜外からＬｎ、 Ｂａ、 ＣＵに必要な量だけ
供給され 金属元素の組成調整と、熱処理温度の調整だ
けで１２４系だけが成長する。
実施例
以下本発明の一実施例について説明する。
まず本発明者らＩｔ Ｙ −Ｂ ａ −Ｃｕ−〇系超
伝導体の製造を焼成化 薄膜の両者について、ＹＢａ２
ｃｕ３０〒−ｘ （１２３系）およびＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ
７，６・、（１２４系）の結晶成長の過程を詳細に調べ
てき九 その結果 １２４系を選択的に成長させるため
には少なくともＹ、Ｂａ、Ｃｕを含むアモルファス状態
の成形体および薄膜に熱処理を加える方法が最適である
ことを見いだした ところ力＜、 １２４系を焼成体で製造するのと薄膜
で製造するのとは決定的な違いがある。焼成体の場合は
８００〜１０００ ℃のしかも数１０気圧の高圧酸素熱
処理が不可欠である。−人 薄膜の場合は熱処理温度は
焼成体と同程度である万丈 瞬間加熱や液体窒素温度へ
の急冷（クエンチ）が不可欠であも 特に酸化物超伝導
薄膜の製造において急激な昇温 降温過程は他種材料と
組み合わせた応用を考えた場合、この種の材料の応且
適用範囲を極めて狭めるものである。
伝導体の製造を焼成化 薄膜の両者について、ＹＢａ２
ｃｕ３０〒−ｘ （１２３系）およびＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ
７，６・、（１２４系）の結晶成長の過程を詳細に調べ
てき九 その結果 １２４系を選択的に成長させるため
には少なくともＹ、Ｂａ、Ｃｕを含むアモルファス状態
の成形体および薄膜に熱処理を加える方法が最適である
ことを見いだした ところ力＜、 １２４系を焼成体で製造するのと薄膜
で製造するのとは決定的な違いがある。焼成体の場合は
８００〜１０００ ℃のしかも数１０気圧の高圧酸素熱
処理が不可欠である。−人 薄膜の場合は熱処理温度は
焼成体と同程度である万丈 瞬間加熱や液体窒素温度へ
の急冷（クエンチ）が不可欠であも 特に酸化物超伝導
薄膜の製造において急激な昇温 降温過程は他種材料と
組み合わせた応用を考えた場合、この種の材料の応且
適用範囲を極めて狭めるものである。
そこで本発明者ら（Ｌ 秤量段階でのＹ、Ｂａ、Ｃｕ、
０の混合比風雲囲気ガスなど、種々の検討を行なった結
果 酸素を含まない成形体および薄膜に対して熱処理を
した場合、前記のような高圧熱処理や急激な熱処理は回
避できることを新たに見いだした １２４系の酸化物超伝導体の製造方法の工程概略図を第
１図に示す。同図において酸素を含まない成形体１に対
して通常の酸素熱処理を施して容易に１２４系の焼成体
の酸化物超伝導体２が製造できた理由はよくわからない
力丈 およそ次のように解釈される。すなわ板 熱処理
前の成形体には酸素が含まれていないことかぺ 熱処理
段階で温度が上昇していく過程で酸素が供給され 通常
−結晶単位では１２３系より銅イオンと結合する酸素イ
オン個数の少ない１２４系（銅イオンの価数；１２３系
で平均２，３３仏 １２４系で２．２５価）が先に結晶
としての形を作り易いことか収 １２３系より先に形成
されることによるのではないかと考えられも 実施例１ 本実施例では酸化物超伝導体の製造方法について説明す
も まず、二つの酸化物超伝導体の製造方法を試みな サンプルａはＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ５、ＣｕＯの粉体をＹ
：Ｂａ： Ｃｕ＝１： ２： ４となるよう秤量
し よく混ぜ合わせ、直径５ ｍＢ 厚み３ ｍｍの
ディスク状に押し固めた サンプルｂはＹ、 ＢａＦ
２、Ｃｕの各粉体をＹ： Ｂａ： Ｃｕ＝１：
２： ４になるよう秤量しよく混ぜ合わせサンプルａ
と同じサイズのディスク状に押し固め總 サンプルａと
ｂをまず１気圧の酸素雰囲気中で９５０ ＼ ５時間の
熱処理を施しへ 酸素熱処理後のサンプルａ、サンプル
ｂのＸ線回折スペクトルを第２図に示す。第２図（ａ）
はサンプルａのスペクトル、第２図（ｂ）は酸化物超伝
導体２であるサンプルｂのスペクトルを示している万丈
サンプルａはＹＢａ２Ｃｕｓ○？−Ｘ構造（１２３系
）に合致したＸ線回折スペクトルである。−人 サンプ
ルｂはＹＢａ２ｃｕａＯｒ、ｓ−ｘ構造（１２４系）に
合致したＸ線回折スペクトルであム 超伝導特性に関し
てはサンプルａが超伝導性のみられない半導体的な特性
を示すのに対し サンプルｂは超伝導転移温度８３Ｋ、
ゼロ抵抗温度７９ Ｋの超伝導特性を示し九 サンプ
ルａについては１０気圧以上の酸素熱処理を施さないと
、 １２４系を得ることができなかった な抵 本発明者らは 主成分の元素比率力（１＜Ｃｕ／
（Ｙ十Ｂａ）≦１．５ の範囲で１２４系が安定して得られることを見いだし九 実施例２ さらに本発明者らｉ表１２’４系の薄膜製造を行なっ九 般に１２４系の薄膜製造に（表 酸化物アモルファス薄
膜を急激に加熱処理する必要があった万丈この急激な昇
温は酸素雰囲気であってＬ 酸素を薄膜中から追い出す
還元処理といえも そこで、本発明者らはこのような急
激な還元昇温過程を経ない酸化物超伝導薄膜の製造方法
を発明し九その工程の概略図を第３図に示す。
０の混合比風雲囲気ガスなど、種々の検討を行なった結
果 酸素を含まない成形体および薄膜に対して熱処理を
した場合、前記のような高圧熱処理や急激な熱処理は回
避できることを新たに見いだした １２４系の酸化物超伝導体の製造方法の工程概略図を第
１図に示す。同図において酸素を含まない成形体１に対
して通常の酸素熱処理を施して容易に１２４系の焼成体
の酸化物超伝導体２が製造できた理由はよくわからない
力丈 およそ次のように解釈される。すなわ板 熱処理
前の成形体には酸素が含まれていないことかぺ 熱処理
段階で温度が上昇していく過程で酸素が供給され 通常
−結晶単位では１２３系より銅イオンと結合する酸素イ
オン個数の少ない１２４系（銅イオンの価数；１２３系
で平均２，３３仏 １２４系で２．２５価）が先に結晶
としての形を作り易いことか収 １２３系より先に形成
されることによるのではないかと考えられも 実施例１ 本実施例では酸化物超伝導体の製造方法について説明す
も まず、二つの酸化物超伝導体の製造方法を試みな サンプルａはＹ２Ｏ３、ＢａＣＯ５、ＣｕＯの粉体をＹ
：Ｂａ： Ｃｕ＝１： ２： ４となるよう秤量
し よく混ぜ合わせ、直径５ ｍＢ 厚み３ ｍｍの
ディスク状に押し固めた サンプルｂはＹ、 ＢａＦ
２、Ｃｕの各粉体をＹ： Ｂａ： Ｃｕ＝１：
２： ４になるよう秤量しよく混ぜ合わせサンプルａ
と同じサイズのディスク状に押し固め總 サンプルａと
ｂをまず１気圧の酸素雰囲気中で９５０ ＼ ５時間の
熱処理を施しへ 酸素熱処理後のサンプルａ、サンプル
ｂのＸ線回折スペクトルを第２図に示す。第２図（ａ）
はサンプルａのスペクトル、第２図（ｂ）は酸化物超伝
導体２であるサンプルｂのスペクトルを示している万丈
サンプルａはＹＢａ２Ｃｕｓ○？−Ｘ構造（１２３系
）に合致したＸ線回折スペクトルである。−人 サンプ
ルｂはＹＢａ２ｃｕａＯｒ、ｓ−ｘ構造（１２４系）に
合致したＸ線回折スペクトルであム 超伝導特性に関し
てはサンプルａが超伝導性のみられない半導体的な特性
を示すのに対し サンプルｂは超伝導転移温度８３Ｋ、
ゼロ抵抗温度７９ Ｋの超伝導特性を示し九 サンプ
ルａについては１０気圧以上の酸素熱処理を施さないと
、 １２４系を得ることができなかった な抵 本発明者らは 主成分の元素比率力（１＜Ｃｕ／
（Ｙ十Ｂａ）≦１．５ の範囲で１２４系が安定して得られることを見いだし九 実施例２ さらに本発明者らｉ表１２’４系の薄膜製造を行なっ九 般に１２４系の薄膜製造に（表 酸化物アモルファス薄
膜を急激に加熱処理する必要があった万丈この急激な昇
温は酸素雰囲気であってＬ 酸素を薄膜中から追い出す
還元処理といえも そこで、本発明者らはこのような急
激な還元昇温過程を経ない酸化物超伝導薄膜の製造方法
を発明し九その工程の概略図を第３図に示す。
本実施例では二つの条件の異なる薄膜の製造を試みへ
薄膜の製造は高周波マグネトロンスパッタ法により行な
っ九 サンプルＣはスパッタリングターゲットとしてＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０酸化物焼成体を用いて、ガス圧０．５
Ｐａのアルゴンと酸素の混合ガス中で１５０ Ｗの高周
波電力のもとでスパッタし 加熱していないＭｇＯ（１
００） 基板上に約５０００人堆積させて得たアモルフ
ァス薄膜であも ターゲットの組成を調整し サンプル
Ｃの膜中の組成比はＹ： Ｂａ： Ｃｕ＝１：
２：４になるようにし九−人 サンプルｄはＹ−Ｂａ
−Ｃｕの合金ターゲットをガス圧０．５Ｐａのアルゴン
ガス雰囲気中で１００ Ｗの高周波電力のもとにスパッ
タし 加熱していないＭｇ０（１００）の基板３上に約
５０００人堆積させて得たアモルファスの合金薄膜４で
ある。サンプルｄの膜中の組成比もターゲットの組成比
を調整することにより、Ｙ： Ｂａ： Ｃｕ＝１＋
２： ４になるように調整した そしてサンプル
Ｃ、サンプルｄを同時に１気圧の酸素雰囲気中で熱処理
を施し通 熱処理の際の昇温速度、降温速度はともに４
００ ℃／ｈｒとＬ ８００ ℃で３０分迎 温度
を一定に保っ九 熱処理後のＸ線回折スペクトルを第４
図に示す。第４図（ａ）、第４図（ｂ）はそれぞれサン
プルｃ、 ｃｌのスペクトルを示している。サンプル
Ｃから得られたＸ線回折パターン［（第４図（ａ）］は
強度も弱くほとんどアモルファスの状態である力交 サ
ンプルｄから得られた酸化物超伝導薄膜５のＸ線回折パ
ターン［（第４図（ｂ）］は１２４系の結晶構造のＣ軸
配向性がみられる。サンプルＣについては１００ ℃／
ｍｉη以上の昇温速度、急冷過程を経ないと１２４系は
得られず、熱処理温度を８５０ ℃以上では１２３系し
か得られなかっな なお本発明者らは １２４系を合成するのに必要な熱処
理温度は７００〜８５０ ｔ：の範囲にあることを見
いだしな さらに本発明者らは薄膜堆積時の基板温度が６００ ℃
以下のとき１２４系が純度よく安定にできることを見い
だしな な耘 本発明者ら（′！、主体成分の元素比率力（１＜
Ｃｕ／ （Ｙ＋Ｂ ａ）≦１．５ の範囲にで１２４系が安定して得られることを見いだし
九 な抵 本発明者らは焼成体 薄膜についてＹの一部をＣ
ａで置換したとき、 １２４系超伝導体の臨界電流密度
が上昇することを見いだしμ この原因は明白ではない
力＜、ＣａをＹと置換することによって、なんらかの理
由で結晶性が向上Ｌ１２４系の占める領域が増えること
によるものと考えられも なｈｃａのＹとの置換量は
Ｙの１５％以下で有効であることを本発明者らは併せて
見いだした ま？＝ＬｎとしてＹに代えてＳｃおよびランタン系列の
一種以上の元素を用いて同様の効果が得られる。
薄膜の製造は高周波マグネトロンスパッタ法により行な
っ九 サンプルＣはスパッタリングターゲットとしてＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０酸化物焼成体を用いて、ガス圧０．５
Ｐａのアルゴンと酸素の混合ガス中で１５０ Ｗの高周
波電力のもとでスパッタし 加熱していないＭｇＯ（１
００） 基板上に約５０００人堆積させて得たアモルフ
ァス薄膜であも ターゲットの組成を調整し サンプル
Ｃの膜中の組成比はＹ： Ｂａ： Ｃｕ＝１：
２：４になるようにし九−人 サンプルｄはＹ−Ｂａ
−Ｃｕの合金ターゲットをガス圧０．５Ｐａのアルゴン
ガス雰囲気中で１００ Ｗの高周波電力のもとにスパッ
タし 加熱していないＭｇ０（１００）の基板３上に約
５０００人堆積させて得たアモルファスの合金薄膜４で
ある。サンプルｄの膜中の組成比もターゲットの組成比
を調整することにより、Ｙ： Ｂａ： Ｃｕ＝１＋
２： ４になるように調整した そしてサンプル
Ｃ、サンプルｄを同時に１気圧の酸素雰囲気中で熱処理
を施し通 熱処理の際の昇温速度、降温速度はともに４
００ ℃／ｈｒとＬ ８００ ℃で３０分迎 温度
を一定に保っ九 熱処理後のＸ線回折スペクトルを第４
図に示す。第４図（ａ）、第４図（ｂ）はそれぞれサン
プルｃ、 ｃｌのスペクトルを示している。サンプル
Ｃから得られたＸ線回折パターン［（第４図（ａ）］は
強度も弱くほとんどアモルファスの状態である力交 サ
ンプルｄから得られた酸化物超伝導薄膜５のＸ線回折パ
ターン［（第４図（ｂ）］は１２４系の結晶構造のＣ軸
配向性がみられる。サンプルＣについては１００ ℃／
ｍｉη以上の昇温速度、急冷過程を経ないと１２４系は
得られず、熱処理温度を８５０ ℃以上では１２３系し
か得られなかっな なお本発明者らは １２４系を合成するのに必要な熱処
理温度は７００〜８５０ ｔ：の範囲にあることを見
いだしな さらに本発明者らは薄膜堆積時の基板温度が６００ ℃
以下のとき１２４系が純度よく安定にできることを見い
だしな な耘 本発明者ら（′！、主体成分の元素比率力（１＜
Ｃｕ／ （Ｙ＋Ｂ ａ）≦１．５ の範囲にで１２４系が安定して得られることを見いだし
九 な抵 本発明者らは焼成体 薄膜についてＹの一部をＣ
ａで置換したとき、 １２４系超伝導体の臨界電流密度
が上昇することを見いだしμ この原因は明白ではない
力＜、ＣａをＹと置換することによって、なんらかの理
由で結晶性が向上Ｌ１２４系の占める領域が増えること
によるものと考えられも なｈｃａのＹとの置換量は
Ｙの１５％以下で有効であることを本発明者らは併せて
見いだした ま？＝ＬｎとしてＹに代えてＳｃおよびランタン系列の
一種以上の元素を用いて同様の効果が得られる。
発明の効果
以上のように本発明による酸化物超伝導体の製造方法（
よ 高圧の酸素熱処理を必要としない簡略化した工業的
価値の大きいＹＢａ２ｃｕａＱ７．６・Ｘ系の製造方法
を提供するものであム さらに本発明の酸化物超伝導薄
膜の製造方法ｃ表 急激な昇温降温の熱処理過程を必
要としないＹＢａ２Ｃｕ４０７！・ｘ系の薄膜製造方法
を提供するものであり、他種の材料と組み合わせたデバ
イスなどへの応用を可能とした点で工業的価値は犬き鶏
よ 高圧の酸素熱処理を必要としない簡略化した工業的
価値の大きいＹＢａ２ｃｕａＱ７．６・Ｘ系の製造方法
を提供するものであム さらに本発明の酸化物超伝導薄
膜の製造方法ｃ表 急激な昇温降温の熱処理過程を必
要としないＹＢａ２Ｃｕ４０７！・ｘ系の薄膜製造方法
を提供するものであり、他種の材料と組み合わせたデバ
イスなどへの応用を可能とした点で工業的価値は犬き鶏
第１図は本発明の実施例における酸化物超伝導体の製造
方法の工程概略母 第２図（ａ）、 （ｂ）は本発明の
実施例における酸化物超伝導体のＸ線回折スペクトル、
第３図は本発明の実施例における酸化物超伝導薄膜の製
造方法の工程概略医 第４図（ａ）、 （ｂ）は本発明
の実施例における酸化物超伝導薄膜のＸ線回折スペクト
ルである。 １・・・成形＃、、 ２・・・酸化物超伝導体 ３・・
・基板、４・・・合 金薄１１１Ｌ５・・・酸化物超伝
導薄八代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名成形
捧 第２図 ｅ Ｙ Ｏ日ａ ＯＣｕ 自警化９３８１云＠Ｐト ☆Ｙ日Ｑ２ＣＵ４０？、５＋１ （１２４系） ↓ 通常の酸素熱処理 坏 法 占 ｉ 油 醸 内；ｆじｇｌｌＩ誹Ｊ伝導４欣 通常の瓢牽熱岩理 峰１２３不 ０１２４系 （〜） ０１２４系 （斥う
方法の工程概略母 第２図（ａ）、 （ｂ）は本発明の
実施例における酸化物超伝導体のＸ線回折スペクトル、
第３図は本発明の実施例における酸化物超伝導薄膜の製
造方法の工程概略医 第４図（ａ）、 （ｂ）は本発明
の実施例における酸化物超伝導薄膜のＸ線回折スペクト
ルである。 １・・・成形＃、、 ２・・・酸化物超伝導体 ３・・
・基板、４・・・合 金薄１１１Ｌ５・・・酸化物超伝
導薄八代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名成形
捧 第２図 ｅ Ｙ Ｏ日ａ ＯＣｕ 自警化９３８１云＠Ｐト ☆Ｙ日Ｑ２ＣＵ４０？、５＋１ （１２４系） ↓ 通常の酸素熱処理 坏 法 占 ｉ 油 醸 内；ｆじｇｌｌＩ誹Ｊ伝導４欣 通常の瓢牽熱岩理 峰１２３不 ０１２４系 （〜） ０１２４系 （斥う
Claims (2)
- （１）主成分がＬｎ、バリウム（Ｂａ）および銅（Ｃｕ
）からなる酸素を含まない化合物の成形体を酸素を含む
雰囲気中で熱処理することを特徴とする酸化物超伝導体
の製造方法。 ここで、Ｌｎはカルシウム（Ｃａ）、イットリウム（Ｙ
）、スカンジウム（Ｓｃ）およびランタン系列の一種以
上の元素である。 - （２）基板上にＬｎ、ＢａおよびＣｕからなる合金薄膜
を堆積させ、薄膜堆積後酸素を含む雰囲気中で熱処理す
ることを特徴とする酸化物超伝導薄膜の製造方法。 ここで、ＬｎはＣａ、Ｙ、Ｓｃおよびランタン系列の一
種以上の元素である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176714A JPH0464269A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 酸化物超伝導体の製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2176714A JPH0464269A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 酸化物超伝導体の製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0464269A true JPH0464269A (ja) | 1992-02-28 |
Family
ID=16018480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2176714A Pending JPH0464269A (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 酸化物超伝導体の製造方法および酸化物超伝導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0464269A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007289636A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Toshiba Tec Corp | 陳列棚及び陳列棚システム |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP2176714A patent/JPH0464269A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007289636A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-11-08 | Toshiba Tec Corp | 陳列棚及び陳列棚システム |
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