JPS62214601A

JPS62214601A - センサ−材料

Info

Publication number: JPS62214601A
Application number: JP5798186A
Authority: JP
Inventors: 健増本; 明久井上; 俊典小柏
Original assignee: Tanaka Denshi Kogyo KK
Current assignee: Tanaka Denshi Kogyo KK
Priority date: 1986-03-14
Filing date: 1986-03-14
Publication date: 1987-09-21
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH0754761B2

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）本発明は温度センザー、磁気センサー、などに用いられ
るセンナ−材料に関する。

（従来の技術）従来、例えば、温度センサーに使われるセンサー材料と
しては高純度の白金線が一般的であるが、８！度変化に
伴う電気抵抗の変化率が従来の白金線に較べて大きけれ
ば、より精度、信頼性の高いセンサー材料が得られる。

又、従来、Ｎ酸化物中にタングステン（Ｗ）を分散させ
た電気材料が論文などにより知られている。しかしなが
らＷ石が０．４７Ｖｏｌ％以上では湿度の上昇に伴い抵
抗が上昇し、かつその変化量は小さく、０．４７Ｖｏｌ
％以下では温度の上背に伴い抵抗は減少し、その抵抗は
非常に大きくなり、センサー材料として必ずしも有効な
特性を示してはいない。

（発明の目的）本発明は酸化物中に、超伝導性を有する金属元素を微細
分散ざＵることによって、センサー月利として有用な超
伝導特性電気抵抗の温度依存性、ｍ揚依存性が改善され
、精度及び信頼性の高い温度センサー等を提供せんとす
ることを目的とηる。

（構成）斯る目的を達成すべく、本発明のヒンｉナー材料ハ酸化
物中に、Ｐｂ、　Ｂｉ、　Ｐｔ、　Ａｕ、　Ｉｎ、　Ｐ
ｄ、　Ｓｎ。

Ｓｂ、　Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｃａ、〜、　Ｉｒ、
　Ｏｓ、　Ｒ１１，Ｒｍ、　ＺＴＩ又はそれらの合金の
１種又は２種以上を３〜９０Ｖｏｌ％を微細分散させた
薄膜からなることを特徴と覆る。

上記酸化物中に上記金属等を微細分散させて簿膜を製造
する方法としては、気相凝縮法、液体急冷法を採用して
いるが、本発明において、好ましくｔよ上記金属、又ｔ
よそれらの合金ターゲット上に、所定量の酸化物粉末又
は板を載せ、マグネトロンスパッタ法によって、基板上
に両者の原子（分子）を付着さＵ、合金薄膜を形成し、
この薄膜をセンサー月利とする。

上記薄膜は、０．１μｍ〜１００μｍ程度の厚さであり
、該薄膜を温度Ｕンサー、磁場センサーあるいは液体Ｉ
ｌｅのレベルメーターなどのセンサー素子に接合して使
用し、又、前記素材がセンサー素子であれば、そのまま
センサーとしての使用に供する。

上記金属ｐｂ、　ａｔ、　ｐｔ、　ＡＵ、　ｉｎ、　Ｐ
ｄ、　ｓｎ、　ｓｂ。

Ｆｅ、　ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｃｕ、〜、　ｌｒ、　Ｏｓ、
　Ｒｈ、　Ｒｕ、　Ｚｎ又はそれらの合金の１種又は２
種以上を分散可能な酸化物は、１−Ｏ）、（１４−Ｏ）
、（Ｃａ−０）（Ｂｅ−０）　、　　（Ｃｅ−０）　、
　　（Ｚｒ−０）　、　　（Ｇｅ　−Ｏ）　、　　（Ｔ
ｉ　　　Ｏ）、　　（Ｓｉ　　　Ｏ＞、　　（Ｂａ　　
　Ｏ）。

（Ｌａ−０）　、　　（Ｃｏ−０）　、　　（Ｃｒ−０
）　、　　（Ｓｅ　−０）　、　　（丁ｅ−０）　　、
　　　（Ｇａ−０）　　、　　　（ＯＬ−０）　　。

（Ｆｅ−Ｏ）、　　（Ｈｆ−Ｏ）、　　（Ｎｉ−Ｏ）、
　　（Ｓｎ　−０）　、　（Ｔｈ−０）　、　（Ｙ−０
）　、　（Ｚｎ−０）である。

上記酸化物はそれ自体が絶縁体であるか、又は高い抵抗
を有する為、電気抵抗の変化により温度を測定しようと
するセンサー材料としては使用に供し得ず、これに上記
金属元素を分散させると電気伝導性が具有され、温度セ
ンサーに適した電気抵抗が生起される。

しかし、上記金属元素の配合量が３Ｖｏｌ％未満の場合
は、電気抵抗が非常に大きく、温度変化に伴う抵抗変化
を読取るのに困難があり、温度センナ−としての使用に
不適当である。

又、上記金属元素の配合量が９０Ｖｏ　ｌ　％を超えた
場合は、純金属だけの場合と大差がなく電気抵抗が小さ
いために不適当である。

上記酸化物中に純金属を微細分散させる為には、 ■　スパッタリングする金属元素が酸化され難いこと、
即ち、一般に酸化物の標準生成自由エネルギー一温度図
に於いて、その金属元素の酸化物の生成自由エネルギー
が小さいことが必要である。

また ■　スパッタリングする酸化物が安定であること、即ち
、一般に酸化物の標準生成自由エネルギー一温度図に於
いて、その酸化物の生成自由エネルギーが大きいことが
必要である。

上記酸化物はアモルファス酸化物、あるいは一部に結晶
質又は微細な粒径部分を含むアモルファス酸化物、ある
いは結晶質組成の何れであってもよい。

（実施例）酸化物として（＃−０）を取り挙げ、Ａ＃２０３粉末と、ｐｂ又はＰｂ−８ｉとをマグネｉ・
ロンスパッタ法で製造した（　Ｍ　−０）　ｘ　Ｐｂ１
ＯＯ−ｘ（Ａｌ−０）　Ｘ　（Ｐｂ−Ｂｉ）　１００−
ｘの薄膜を得た。

上記薄膜の（＃−０）Ｘは微細な粒径部分を含んだアモ
ルファス酸化物であった。

そのｌ　−０）　Ｘ　Ｐｂ１００−Ｘ　（Ｘは９７〜１
０Ｖｏｌχ）即ちｐｂを３〜９０Ｖｏ　Ｉχ分散させた
センサー材料は、第１図に示ず如く、電気抵抗の温度依
存性が得られた、又具体的なｐｂの配合量が１２．５Ｖ
ｏｌ％。

３６．１０ＶｏｌＸ　、６３．９Ｖｏｌ７）ｇ３合（Ｄ
　７’　−’ｌ　ヲ示ｔＨ，ｆ第２図（１）（Ｎ　　（
ｆｆｌ）の通りである。

第１図から知れるように白金温度計では１５に以下では
ほとんど抵抗変化がないのに、本発明の材料は従来の白
金線に較べて広範［１１１な７に一定温まで直線的に変
化し、温度変化に対する抵抗の変化量も白金温度計に較
べて大きい。（グラフの傾きが大きい）またＩＯＫに於ける比抵抗は（＃−０）３６．ｌＰｂ６
３．９テ１１μΩ・Ｃ１１１（第２ｍ）、　（＃　−０
）　６３．９Ｐｂ３Ｇ、　１で１１５μΩ・口（第２図
ｎ＞、＜Ａｌ−０５８７、５Ｐｂ１２．５で９５０μΩ
・１（第２図１）にも達し、さらに、温度変化に対する
抵抗の変化量は、（Ｍ　−０）　８７．５Ｐｂ１２．５
でさえ、７に一定温に至るまで、１０倍以上の変化をし
ている（第２図１）第３図は、Ｘ線回折パターンより口
出したｐｂの格子定数を、ｌ−０）ｉｌａ度に対してプ
ロットしたものである。これよりｐｂの格子定数は、高
１−０）Ｉｎ度域に於いても、はとんど変化しておらず
、ｐｂは（Ａｌ−０）マトリックス中に微細分散析出し
ていることがわかる。

又、超伝導特性についてみれば、第４図は種々の組成に
ついて、電気抵抗の変化を温度に対してプロットした。

また、第５図は（Ｍ−○）８７．５Ｐｂ１２．５につい
て、各湿度に於ける電気抵抗の変化を外部磁場に対して
プロットした。

第４図より、例えば（Ｍ　−０）　３２．９４Ｐｂ６７
、０＆で、丁ｃ＝　７．５８　Ｋ、ΔＴｃ＝　０．０３
　Ｋであり、超伝導状態から常伝導状態へ鋭く遷移する
ことから、温度センサーとして好適である。

また第５図より、種々の一定温度において、一定の外部
磁場で超伝導状態から常伝導状態へ鋭く遷移することが
らｒａｗセンサーとして好適である。

さらに、第６図は（＃　−０）　Ｘ　Ｐｂ１ＯＯ−Ｘ　
（Ｘ−０，３２，９４、６３，９，８７，５，９２，７
８）について、臨界磁場の温度依存性を示した。

例えば、（Ｍ　−０）　９２．７８Ｐｂ７．１２で、Ｈ
ｃ２＝３．３１　（４，３Ｋ）であった。

また、第７図に、（＃−０）　Ｘ　（Ｐｂ８ｉ）　１０
０−Ｘ　　（Ｘ　＝０．　１３．７８　、　２５．　６
５．５５　　、　７２．４３　。

７９．３．８６．２）について臨界磁場の温度依存性を
１９．３示した。例えば、（＃−０）　　　　（ＰｂＢｉ）　２
０゛７で、ｔｌｃ２＝　８．３丁　（４，９Ｋ）であっ
た。この特性もまた、純Ｐｂ、純ＰｂＢ１の値と比較し
て著しく向上し、ジョセフソン素子の電極材料や、回路
材料への応用も可能となる。

（効果）本発明によれば、温度変化に対する電気抵抗特性、外部
磁場変化に対する電気抵抗特性など、センサーとしての
特性が改善され、従って、温度センサー、Ｖａ気センサ
ーの精度、信頼性を向上させるセンサー材料を提供し、
所期の目的を達成し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明センサー材料の特性を示し、第１図は抵抗
の湿度依存性、第２図は種々の組成試料の電気抵抗の温
度依存性、第３図はｐｂＪＩ！１子定数の（Ｎ−０）１
度依存性、第４図は種々の組成試料の超伝導−常伝導へ
遷移する際の電気抵抗の温度依存性、第５図は（Ａｔ−
０）８７．５Ｐｂ１２．５の電気抵抗の外部磁場依存性
、第６図及び第７図は種々の組成試料の各温度における
臨界磁場を示した。特許出願人　　　田中電子工業株式会社特許出願人　　
　　増　本　　　　健（Ａρ−０）　ｔｎ　濃７１　（ｖｏｉ％）第６図１道（に）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化物中に、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｐ
ｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｒ
、Ｏｓ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｚｎ又はそれらの合金の１種又は
２種以上の３〜９０Ｖｏｌ％を微細分散させた薄膜から
なるセンサー材料。
（２）酸化物が（Ａｌ−Ｏ）、（Ｍｇ−Ｏ）、（Ｃａ−
Ｏ）（Ｂｅ−Ｏ）、（Ｃｅ−Ｏ）、（Ｚｒ−Ｏ）、（Ｔ
ｉ−Ｏ）、（Ｇｅ−Ｏ）、（Ｓｉ−Ｏ）、（Ｂａ−Ｏ）
、（Ｌａ−Ｏ）、（Ｃｏ−Ｏ）、（Ｃｒ−Ｏ）、（Ｃｕ
−Ｏ）、（Ｓｅ−Ｏ）、（Ｌｅ−Ｏ）、（Ｇａ−Ｏ）、
（Ｆｅ−Ｏ）、（Ｈｆ−Ｏ）、（Ｎｉ−Ｏ）、（Ｓｎ−
Ｏ）、（Ｔｈ−Ｏ）、（Ｙ−Ｏ）、（Ｚｎ−Ｏ）の中の
１種又は２種以上の組合せである特許請求の範囲第１項
記載のセンサー材料。
（３）マグネトロンスパッタ法により製造される特許請
求の範囲１項記載のセンサー材料。
（４）上記酸化物がアモルファス酸化物又は一部に微細
な粒径部分を含むアモルファス酸化物である特許請求の
範囲第１項記載のセンサー材料。