JPH0474704A - 複合酸化物超電導薄膜の作製方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、超電導薄膜の作製方法に関する。より詳細に
は、本発明は、Ｔｉを含む複合酸化物超電導材料により
形成された薄膜を作製するた約の新規な方法に関する。

従来の技術 電子の相転移であるといわれる超電導現象は、長い間、
液体ヘリウムによる冷却を必要とする極低温下において
のみ観測される現象であるとされていた。しかしながら
、１９８６年にベドノーツ、ミューラー等によって、３
０にで超電導状態を示す（Ｌａ、　Ｂａ）　２ｃｕ　０
４が発見され、更に、１９８７年は、チュー等によって
、９０に台の超電導臨界温度Ｔｃを有するＹＢａ２Ｃｕ
３０ｙが発見され、続いて、１９８８年には前日等によ
って１００に以上の臨界温度を示す所謂Ｂｌ系の複合酸
化物系超電導材料が発見された。

これらの複合酸化物系超電導材料は、廉価な液体窒素に
よる冷却でも超電導現象を実現する二とができるので、
超電導技術の実用的な応用の可能性が俄に取り沙汰され
るようになった。

上述のような一連の酸化物超電導材料のうち、特に高い
特性を示すものとして、Ｔｉ２Ｃａ２Ｂａ２Ｃｕ＋　０
゜なる組成を有すると考えられている所謂Ｔｉ系の複合
酸化物がある。この複合酸化物は、１００に以上の臨界
温度を有する相を形成し得ることが報告されており、Ｔ
１の毒性にも関わらず、超電導技術分野の先端を担うも
のと期待されている。

発明が解決しようとするｌ 上述のような高い臨界温度を示す複合酸化物系超電導材
料は、当初粉末冶金法により焼結体として得られていた
が、焼結体材料では特に臨界電流密度等の特性について
好ましい特性が得られず、最近では薄膜として作製する
方法が広く研究されるようになった。通常、複合酸化物
系超電導薄膜は、５ｒＴｉ○３単結晶基板、Ｍｇ○単結
晶基板等の上に、真空蒸着法、スパッタリング法、ＭＢ
Ｅ法等の各種蒸着法によって成膜されている。

しかしながら、Ｔｉ系の複合酸化物を構成する元素のう
ち、Ｔｉは極端に蒸気圧が高く、通常の方法で成膜した
場合には成膜中にＴｉが飛散してしまい、所望の組成の
複合酸化物を形成することが非常に難しい。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、蒸
気圧の高いＴｉを含む酸化物超電導薄膜を作製するため
の新規な方法を提供することをその目的としている。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、Ｔ１を含む複合酸化物超電導薄
膜を基板上に成膜する方法において、該基板の成膜面に
対してＴｉ蒸気を吹きつけながら成膜処理を行う操作を
含むことを特徴とする酸化物超電導薄膜の作製方法が提
供される。

作用 本発明に係る成膜方法は、Ｔ１蒸気圧の高い雰囲気中で
成膜処理を行うことをその特徴としている。

即ち、薄膜の成膜は、一般に真空に近い環境下で行われ
るので、Ｔｉのように蒸気圧の高い元素は成膜中に既に
薄膜から飛散してしまう。これに対して、本発明に係る
方法では、成膜中の基板の成膜面に対してＴｉまたはＴ
ｉを含む化合物の気体を吹きつけることにより、成膜温
度での基板のπ囲気を、Ｔｉの平衡蒸気圧以上として、
成膜中の薄膜からのＴｉの飛散を抑制している。

尚、複合酸化物超電導薄膜の成膜中は、複合酸化物の酸
素不定性を補う目的で、基板の成膜面に対して酸素ガス
を吹きつけながら成膜することも有利である。

以上のような本発明に係る薄膜の作製方法は、上記した
Ｔｉ系酸化物の他にも、蒸気圧の高い元素を含む複合酸
化物超電導薄膜の作製に適用できる。

以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
が、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例 第１図は、本発明に係る方法を実施することができるス
パッタリング装置のレイアウトを具体的に示す図である
。

同図に示すように、この装置は、真空槽１と、マグネト
ロン・スパッタ電極を兼ねたターゲットホルダ２と、基
板ホルダ３とを備えている。真空槽１は、槽内の排気手
段４および槽内にスパッタガスを供給する手段５と共に
、基板ホルダに保持された基板の成膜面近傍に酸素ガス
を供給するためのノズル６およびＴｉ蒸気を基板付近に
供給するためのＴｉ蒸発源７を備えている。また、基板
ホルダ３およびＴｉ蒸発源７は、それぞれヒータ３ａ、
７ａを内蔵しており、個別に温度制御ができる。

本実施例においては、上述のようなレイアウトの装置を
使用して、ＲＦスパッタリング法により、Ｔｉ２ＣａＪ
ａ２Ｃｕ３０８薄膜を作製する。

ターゲットホルダ２にターゲットを、基板ホルダ３に、
−辺が２０ｍｍの正方形のＭｇ○単結晶基板をそれぞれ
セットし、基板の（１００）面を成膜面とし、成膜中は
Ｔ１蒸発源７により、Ｔ１蒸気を供給した。成膜条件は
下記の第１表に示す通りである。

また、比較のために、他の成膜条件は同じにして、Ｔｉ
蒸気の吹きつけを行わずに比較試料を作製した。

第１表 ＊：臨界温度は、試料の電気抵抗が測定限界以下まで下
がった温度を表す。

＊本ニア７Ｋにおける臨界電流密度である。

※：比較例の試料は絶縁体となっていた。

第２表から判るように、本発明に従って作製された超電
導薄膜は、Ｔｉ系特有の高い超電導特性を示している。

また、各試料の組成をＩＣＰにより調べたところ、比較
例の試料は、明らかにＴｉが不足していた。

上記のような成膜条件で作製した試料について超電導特
性を測定した。測定結果は第２表に示す通りである。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係る複合酸化物超電導薄膜
の作製方法によれば、蒸気圧の高し１丁を含む複合酸化
物超電導薄膜を容易に作製することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る作製方法を実施することができ
る成膜装置の構成例を模式的に示す図である。 〔主な参照番号〕 １・・・真空槽、 ２・・・ターゲットホルダ、 ３・・・基板ホルダ、 ３ａ・・・ヒータ、 ４・・・排気手段、 ５・・・スパッタガス供給手段、 ６・・・酸素ガス供給用のノズル、 ７・・・Ｔ１蒸発源 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　Ｔｉを含む複合酸化物超電導薄膜を基板上に成膜する
   方法において、 該基板の成膜面に対してＴｉ蒸気を吹きつけながら成膜
   処理を行う操作を含むことを特徴とする酸化物超電導薄
   膜の作製方法。