JPS63242532A - 超電導体およびその製造方法 - Google Patents
超電導体およびその製造方法Info
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- JPS63242532A JPS63242532A JP62077197A JP7719787A JPS63242532A JP S63242532 A JPS63242532 A JP S63242532A JP 62077197 A JP62077197 A JP 62077197A JP 7719787 A JP7719787 A JP 7719787A JP S63242532 A JPS63242532 A JP S63242532A
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- thin film
- superconductor
- superconducting
- manufacturing
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Laminated Bodies (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
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〕
本発明は超電導体およびその製造方法に関する。
超電導現象は、物質の示すさまざまな電磁気的性質の中
で最も特異な性質であるといわれており、完全導電性、
完全反磁性、磁束の量子化等、夫々の性質を利用し応用
面での今後の発展が期待されている。
で最も特異な性質であるといわれており、完全導電性、
完全反磁性、磁束の量子化等、夫々の性質を利用し応用
面での今後の発展が期待されている。
応用面では、超電導現象を示す臨界温度が高いことが望
ましいが、性能が良好であるとされているのはプラズマ
スパッター法で得られるＮｂ３Ｇｅである。この臨界温
度は高々２３°にであり、液体ヘリウム温度でしか使用
できないものである。
ましいが、性能が良好であるとされているのはプラズマ
スパッター法で得られるＮｂ３Ｇｅである。この臨界温
度は高々２３°にであり、液体ヘリウム温度でしか使用
できないものである。
液体ヘリウムの使用は、液化・冷却付帯設儀の必要性に
伴う冷却コストおよび技術的負担の増大、更には、ヘリ
ウム資源が極めて少ないことなどの理由から、産業およ
び民生分野での超電導体の実用化をはばむ大きな問題と
なっていた。
伴う冷却コストおよび技術的負担の増大、更には、ヘリ
ウム資源が極めて少ないことなどの理由から、産業およ
び民生分野での超電導体の実用化をはばむ大きな問題と
なっていた。
そこで、高臨界温度の超電導体を得るためにさまざまな
試みがなされており、特に、最近の研究にはめざましい
ものがある。
試みがなされており、特に、最近の研究にはめざましい
ものがある。
従来、金属系超電導材料やセラミック系超電導材料につ
いては、粒界が存在するとそこで電子が散乱され、抵抗
が高くなるという１ｇ！論に基づき、組成は均一で結晶
構造が一定である多結晶又は単結晶、となるように、す
なわち粒界をできる限り少なくする方向で研究がなされ
ていた。
いては、粒界が存在するとそこで電子が散乱され、抵抗
が高くなるという１ｇ！論に基づき、組成は均一で結晶
構造が一定である多結晶又は単結晶、となるように、す
なわち粒界をできる限り少なくする方向で研究がなされ
ていた。
しかしながら、臨界温度の高い超電導材料は得られてい
なかった。
なかった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、臨界温度
が高く、安定な超電導体を提供することを目的とする。
が高く、安定な超電導体を提供することを目的とする。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
そこで本発明では、多層構造の超電導酸化物薄膜によっ
て超電導体を構成している。
て超電導体を構成している。
また、本発明の方法では、反応性多元蒸着法により、各
蒸発源の温度を独立的に制御しながら順次、組成の異な
る薄膜を積層し多層構造の超電導酸化物簿膜を形成して
いる。
蒸発源の温度を独立的に制御しながら順次、組成の異な
る薄膜を積層し多層構造の超電導酸化物簿膜を形成して
いる。
本発明では、粒界を少なくしようとする従来の方向とは
逆に粒界を増大せしめ、これを電子の通路として用いよ
うとするもので、多層薄膜構造とすることにより、粒界
が増大する。
逆に粒界を増大せしめ、これを電子の通路として用いよ
うとするもので、多層薄膜構造とすることにより、粒界
が増大する。
粒界は、エネルギー活性状態にあり、電子密度が高くな
っている。かかる構造ではこの粒界が多く存在している
ため、クーパーペアを作り易い状態となっており、高い
臨界温度を得ることができるものと考えられる。
っている。かかる構造ではこの粒界が多く存在している
ため、クーパーペアを作り易い状態となっており、高い
臨界温度を得ることができるものと考えられる。
また、反応性多元蒸着法によれば、蒸着源の温度等を１
ｂｌｌｌＩｌすることにより、容易に、組成比の異なる
積ＷＪ薄膜を形成することが可能であり、容易に多Ｆｆ
ａ＃ｌ造の超電導酸化物薄膜を形成することができる。
ｂｌｌｌＩｌすることにより、容易に、組成比の異なる
積ＷＪ薄膜を形成することが可能であり、容易に多Ｆｆ
ａ＃ｌ造の超電導酸化物薄膜を形成することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
まず、第１図に示す如く、１０−５ｔｏｒｒ乃至１０−
６ ｔｏｒｒ程度の真空度に設定された真空蒸着装置の
真空チャンバ１内に配設せしめられた第１゜１２、第３
のルツボ２，３．４内に夫々、酸化イツトリウム（Ｙ２
０３）粉末、酸化バリウム（Ｂａｄ）粉末、酸化第１銅
の粉末を入れ、ｔ１＝１０００℃、ｔ２＝６００℃、ｔ
３＝８００℃と各々を独立に温度コントロールしつつ加
熱し、反応性多元蒸着法により酸素を導入しつつ、サフ
ァイア板からなる絶縁性の基板５上に５秒間にわたって
次式（１）で示されるＡ３０３型の酸化物薄膜ａを成膜
せしめる。
６ ｔｏｒｒ程度の真空度に設定された真空蒸着装置の
真空チャンバ１内に配設せしめられた第１゜１２、第３
のルツボ２，３．４内に夫々、酸化イツトリウム（Ｙ２
０３）粉末、酸化バリウム（Ｂａｄ）粉末、酸化第１銅
の粉末を入れ、ｔ１＝１０００℃、ｔ２＝６００℃、ｔ
３＝８００℃と各々を独立に温度コントロールしつつ加
熱し、反応性多元蒸着法により酸素を導入しつつ、サフ
ァイア板からなる絶縁性の基板５上に５秒間にわたって
次式（１）で示されるＡ３０３型の酸化物薄膜ａを成膜
せしめる。
（Ｙ Ｂａ ）ＣｕＯ３（１）０．６ ０．
４ 次いで、各ルツボのシャッター６．７．８を数秒間全て
閉じ、その間に第３のルツボの温度をやや低めに設定す
る。
４ 次いで、各ルツボのシャッター６．７．８を数秒間全て
閉じ、その間に第３のルツボの温度をやや低めに設定す
る。
この状態で再びシャッターを開き、５秒間にわたって次
式（２）で示されるＡ２ＢＯ４型の酸化物薄ＷＡｂを形
成する。
式（２）で示されるＡ２ＢＯ４型の酸化物薄ＷＡｂを形
成する。
（Ｙ Ｂａ ） ＣｕＯ（２）０．６ ０
．４ ２ ４ この動作を約３０回にわたって繰り返し、ＡＢＯ３およ
びＡ２ＢＯ４型の酸化物薄膜が交互に積層せしめられた
多層薄膜を形成する（第２図参照）。
．４ ２ ４ この動作を約３０回にわたって繰り返し、ＡＢＯ３およ
びＡ２ＢＯ４型の酸化物薄膜が交互に積層せしめられた
多層薄膜を形成する（第２図参照）。
各層のＩＩＩ厚は約３０八とする。
また、成ｗＡ時には、ｎｆＲの導入により、真空ヂャン
バー内の真空度は約１Ｑ ｔｏｒｒ程度となっている
。
バー内の真空度は約１Ｑ ｔｏｒｒ程度となっている
。
このようにして得られた多層薄膜を１に〜１０１（ｂａ
ｒの圧力下で８００℃２０時間アニールし、積層型の超
電導酸化物薄膜を得ることができる。
ｒの圧力下で８００℃２０時間アニールし、積層型の超
電導酸化物薄膜を得ることができる。
この超電導酸化物薄膜は、粒界が極めて多く形成されて
おり臨界温度が１２０°にとなっており、極めて安定で
信頼性の高いものとなっている。
おり臨界温度が１２０°にとなっており、極めて安定で
信頼性の高いものとなっている。
なお、実施例では、第３のルツボの温度を制御すること
により、膜の組成比をＡＢＯ３型とＡ２ＢＯ４型に交互
に変化させるようにしたが、酸素分圧を例えば１０
ｔｏｒｒと５ ｘ １０−６ｔｏｒｒとに交互に変化せ
しめるようにしてもよい。
により、膜の組成比をＡＢＯ３型とＡ２ＢＯ４型に交互
に変化させるようにしたが、酸素分圧を例えば１０
ｔｏｒｒと５ ｘ １０−６ｔｏｒｒとに交互に変化せ
しめるようにしてもよい。
また、各層の組成については実施例に限定されることな
く適宜変更可能である。
く適宜変更可能である。
更に、実施例では多層構造の超電導酸化物薄膜を形成す
るに際し、反応性多元蒸着法を用いたが、これに限定さ
れることなく、分子線エピタキシー（ＭＢＥ法）、ＭＳ
Ｄ法、スパッター法等を用いてもよい。
るに際し、反応性多元蒸着法を用いたが、これに限定さ
れることなく、分子線エピタキシー（ＭＢＥ法）、ＭＳ
Ｄ法、スパッター法等を用いてもよい。
加えて、実施例では、多層薄膜を積層後、加圧下でアニ
ールしたが、複数回にわたる加圧アニール工程を実施す
るようにしてもよい。また、アニール工程を省略しても
よい。
ールしたが、複数回にわたる加圧アニール工程を実施す
るようにしてもよい。また、アニール工程を省略しても
よい。
以上説明してきたように、本発明によれば、隣接する各
層の組成が互いに異なるように形成された積層型の超電
導酸化物薄膜から偶成されているため、臨界温度が高く
、安定な超電導体を提供することが可能となる。
層の組成が互いに異なるように形成された積層型の超電
導酸化物薄膜から偶成されているため、臨界温度が高く
、安定な超電導体を提供することが可能となる。
第１図は、本発明実施例の超電導酸化物薄膜の形成に用
いられる多元蒸着装置を示す図、第２図は、同装置によ
って形成された超電導酸化物薄膜を示す図である。 ａ・・・ＡＢＯａ型酸化物薄膜、 ｂ・・・Ａ２ＢＯ４型、 １・・・真空チャンバー、２・・・第１のルツボ、３・
・・第２のルツボ、４・・・第３のルツボ、５・・・基
板、６゜７．８・・・シャッタ。
いられる多元蒸着装置を示す図、第２図は、同装置によ
って形成された超電導酸化物薄膜を示す図である。 ａ・・・ＡＢＯａ型酸化物薄膜、 ｂ・・・Ａ２ＢＯ４型、 １・・・真空チャンバー、２・・・第１のルツボ、３・
・・第２のルツボ、４・・・第３のルツボ、５・・・基
板、６゜７．８・・・シャッタ。
Claims (4)
- （１）多層構造の超電導酸化物薄膜から構成したことを
特徴とする超電導体。 - （２）前記超電導酸化物薄膜は、ＡＢＯ＿３型の金属酸
化物薄膜とＡ＿２ＢＯ＿４型の金属酸化物薄膜（Ａ、Ｂ
は金属元素）とが交互に積層せしめられたものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の超電導
体。 - （３）反応性多元蒸着法により、各蒸発源の温度を独立
的に制御しながら順次組成の異なる超電導金属酸化物薄
膜を積層をしめる成膜工程を含むようにしたことを特徴
とする超電導体の製造方法。 - （４）前記成膜工程は、加圧下でアニールする工程を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の超
電導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077197A JPS63242532A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 超電導体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62077197A JPS63242532A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 超電導体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63242532A true JPS63242532A (ja) | 1988-10-07 |
Family
ID=13627096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62077197A Pending JPS63242532A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 超電導体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63242532A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245821A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線 |
| JPS63252311A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 組成変調型電導材料 |
| JPS6450315A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductor material |
| JPS6450310A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductive material |
| JPS6450312A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductive material |
| JPH01133997A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超電導体 |
| JPH02118063A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-02 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPH02118061A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-02 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPH0375300A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-29 | Hitachi Ltd | 酸化物超格子材料 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62077197A patent/JPS63242532A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245821A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導線 |
| JPS63252311A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 組成変調型電導材料 |
| JPS6450315A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductor material |
| JPS6450310A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductive material |
| JPS6450312A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-27 | Semiconductor Energy Lab | Superconductive material |
| JPH01133997A (ja) * | 1987-11-18 | 1989-05-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物超電導体 |
| JPH02118063A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-02 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPH02118061A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-02 | Fujikura Ltd | 酸化物超電導体の製造方法 |
| JPH0375300A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-29 | Hitachi Ltd | 酸化物超格子材料 |
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