JPH0474716A - Ｂｉ系超伝導材料 - Google Patents
Ｂｉ系超伝導材料Info
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- JPH0474716A JPH0474716A JP2181206A JP18120690A JPH0474716A JP H0474716 A JPH0474716 A JP H0474716A JP 2181206 A JP2181206 A JP 2181206A JP 18120690 A JP18120690 A JP 18120690A JP H0474716 A JPH0474716 A JP H0474716A
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- 229910015901 Bi-Sr-Ca-Cu-O Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
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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］
超伝導の応用分野を広げるには超伝導材料が高臨界温度
であることは必要不可欠である。Ｈｏｕｓ ｔｏｎ太学
のＣ，Ｗ、Ｃｈｕらの初めて臨界温度が液体窒素温度を
越えたＹ系超伝導物質の発見に続き金属材料技術研究所
の前出らにより臨界温度が１００Ｋを越えるＢｉ、４超
伝導物質が発見されるにいたり超伝導市場は急激に拡大
されるものと考えられている。このＢｉ系超伝導物質は
Ｂｉ−３ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○より構成されその化合物
は数種類ある。その主たる組成にＢｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃ
ｕ３０Ｘが上げられる。また高臨界温度の単相化のため
構成元素の一部をｐｂで置換する場合もある。
であることは必要不可欠である。Ｈｏｕｓ ｔｏｎ太学
のＣ，Ｗ、Ｃｈｕらの初めて臨界温度が液体窒素温度を
越えたＹ系超伝導物質の発見に続き金属材料技術研究所
の前出らにより臨界温度が１００Ｋを越えるＢｉ、４超
伝導物質が発見されるにいたり超伝導市場は急激に拡大
されるものと考えられている。このＢｉ系超伝導物質は
Ｂｉ−３ ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−○より構成されその化合物
は数種類ある。その主たる組成にＢｉ２５ｒ２Ｃａ２Ｃ
ｕ３０Ｘが上げられる。また高臨界温度の単相化のため
構成元素の一部をｐｂで置換する場合もある。
これらの材料は非常に注目を集めているため詳細は最近
のＰｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓやＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓの殆どに述べられて
いる。
のＰｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒ
ｓやＪａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓの殆どに述べられて
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）
等の理由により大変低いものであった。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／Ｃｍ２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 ／ ｃ ｍ ２以上、線材を主体と
した重電機器への応用で１０５Ａ ／ ｃ ｍ２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。
タントに得られる値で薄膜は１０’Ａ／ｃｍ２台、線材
は１０”Ａ／Ｃｍ２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 ／ ｃ ｍ ２以上、線材を主体と
した重電機器への応用で１０５Ａ ／ ｃ ｍ２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。
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＋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＋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Ｂｉ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Ｂｉ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］
Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系またはＢ ｉ −Ｐ ｂ
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超伝導物質にＩｒを添加し
たこと、その添加量は好ましくはＩ ｒ ／ Ｃｕ比で
０゜００５〜０．０８の範囲内であること特徴とする。
−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超伝導物質にＩｒを添加し
たこと、その添加量は好ましくはＩ ｒ ／ Ｃｕ比で
０゜００５〜０．０８の範囲内であること特徴とする。
［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、三酸化ビ
スマス、炭酸ストロンチウム、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８００°Ｃアルゴン−酸素混合ガス雰囲気中で
１５時間仮焼、３００ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２で加圧成
形、最後に８６５°Ｃアルゴン−酸素混合ガス雰囲気中
で３０時間焼成し２インチ厚さ３ｍｍのターゲットを得
る。
スマス、炭酸ストロンチウム、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８００°Ｃアルゴン−酸素混合ガス雰囲気中で
１５時間仮焼、３００ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２で加圧成
形、最後に８６５°Ｃアルゴン−酸素混合ガス雰囲気中
で３０時間焼成し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＊ＩＣ
１７Ｔｏｒｒ、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−”Ｔｏｒｒ、基板
温度＝ ７２０℃、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＊ＩＣ
１７Ｔｏｒｒ、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−”Ｔｏｒｒ、基板
温度＝ ７２０℃、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８４５℃アルゴン−酸素混合ガス雰囲気中で１５時
間、５００°Ｃ酸素雰囲気中３０時間アニールし超伝導
薄膜を得る。
間、５００°Ｃ酸素雰囲気中３０時間アニールし超伝導
薄膜を得る。
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５５にで冷却には極低温冷
凍機（ダイキン工業製）を用いた。結果を比較例（工ｒ
添加無し、添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５５にで冷却には極低温冷
凍機（ダイキン工業製）を用いた。結果を比較例（工ｒ
添加無し、添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Ｂｉ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ系超伝導材料にＩｒを
添加することより顕著に臨界電流密度が向上している。
もあるがＢｉ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ系超伝導材料にＩｒを
添加することより顕著に臨界電流密度が向上している。
これはＩｒ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Ｉ ｒ ／ Ｃｕの比で０．００５〜０．０
８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。
８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］
以上述べたように本発明によれば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。
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）Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系またはＢｉ−Ｐｂ−
Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導物質にＩｒを添加したこ
とを特徴とするＢｉ系超伝導材料。 ２）Ｉｒ／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Ｂｉ系超
伝導材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181206A JPH0474716A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Ｂｉ系超伝導材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2181206A JPH0474716A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Ｂｉ系超伝導材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474716A true JPH0474716A (ja) | 1992-03-10 |
Family
ID=16096690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2181206A Pending JPH0474716A (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Ｂｉ系超伝導材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113957394A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-01-21 | 山东省科学院能源研究所 | 一种p型半导体薄膜氧化铋铜及其制备方法与应用 |
-
1990
- 1990-07-09 JP JP2181206A patent/JPH0474716A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113957394A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-01-21 | 山东省科学院能源研究所 | 一种p型半导体薄膜氧化铋铜及其制备方法与应用 |
| CN113957394B (zh) * | 2021-09-27 | 2023-09-26 | 山东省科学院能源研究所 | 一种p型半导体薄膜氧化铋铜及其制备方法与应用 |
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