JPH01239004A - 酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲット - Google Patents
酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲットInfo
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- JPH01239004A JPH01239004A JP63063998A JP6399888A JPH01239004A JP H01239004 A JPH01239004 A JP H01239004A JP 63063998 A JP63063998 A JP 63063998A JP 6399888 A JP6399888 A JP 6399888A JP H01239004 A JPH01239004 A JP H01239004A
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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。
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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、薄膜及びその製造方法、さらに製造
方法に関するスパッター用ターゲットに関するものであ
る。特に化合物薄膜超電導体に関するものである。
方法に関するスパッター用ターゲットに関するものであ
る。特に化合物薄膜超電導体に関するものである。
従来の技術
従来、高温超電導体として、A1s型2元系化合物とし
て窒化ニオブ(NbN)やゲルマニウムニオブ(N b
3G e )などが知られていたが、これらの材料の超
電導転移温度はたかだか24°にであった。
て窒化ニオブ(NbN)やゲルマニウムニオブ(N b
3G e )などが知られていたが、これらの材料の超
電導転移温度はたかだか24°にであった。
一方、ペロプスカイト系3元化合物は、さらに高い転移
温度が期待され、Ba−La−Cu−〇系の高温超電導
体が提案された( 1.G、 Bendorz and
K、A、Muller、ツァイト シュリフト フェア
ンイジーク(Zeit 5hrift fiEr
physik B)−CondensedMatte
r 64,189−193(1986)]。さらに、Y
−Ba −Cu−0系がより高温の超電導材料である
ことが最近提案された。(文献) (M、に、Wu等。
温度が期待され、Ba−La−Cu−〇系の高温超電導
体が提案された( 1.G、 Bendorz and
K、A、Muller、ツァイト シュリフト フェア
ンイジーク(Zeit 5hrift fiEr
physik B)−CondensedMatte
r 64,189−193(1986)]。さらに、Y
−Ba −Cu−0系がより高温の超電導材料である
ことが最近提案された。(文献) (M、に、Wu等。
フィジカル レピューレターズ(Physical R
eviewLetters )Vol 、58 A9
、908−910 (1987)]さらに、]B1−8
r−Ca−Cu−0の材料が100に以上の転移温度を
示すことも発見された。
eviewLetters )Vol 、58 A9
、908−910 (1987)]さらに、]B1−8
r−Ca−Cu−0の材料が100に以上の転移温度を
示すことも発見された。
これらの材料の超電導機構の詳細は明らかではないが、
転移温度が液体窒素温度以上に高くなる可能性があり、
高温超電導体として従来の材料より、より有望な特性が
期待される。
転移温度が液体窒素温度以上に高くなる可能性があり、
高温超電導体として従来の材料より、より有望な特性が
期待される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、これらの酸化物系の材料は、初期の段階
では焼結によって、セラミックの粉末あるいはブロック
の形状で得られ、応用の面で、薄膜化や線材化が試みら
れた。応用の上で最も重要な要因は、臨界電流密度であ
るが、上記セラミックにおいては、非常に小さな値しか
観測されなかった。これらの酸化物系の材料を薄膜化す
ると、臨界電流の飛躍的な増大がみられたが、まだ不十
分である。この薄膜の臨界電流の増大の制御性に対して
も、現在のところ何も解明されておらず、磁束のピンニ
ングセンターの導入に対する、制御性の高い方法や材料
の発明が求められていた。
では焼結によって、セラミックの粉末あるいはブロック
の形状で得られ、応用の面で、薄膜化や線材化が試みら
れた。応用の上で最も重要な要因は、臨界電流密度であ
るが、上記セラミックにおいては、非常に小さな値しか
観測されなかった。これらの酸化物系の材料を薄膜化す
ると、臨界電流の飛躍的な増大がみられたが、まだ不十
分である。この薄膜の臨界電流の増大の制御性に対して
も、現在のところ何も解明されておらず、磁束のピンニ
ングセンターの導入に対する、制御性の高い方法や材料
の発明が求められていた。
本発明者等は、この種の酸化物高温超電導材料で混合さ
せると、臨界電流密度が増大することを発見し、これに
もとづいて、制御性が高く、臨界電流密度の大きな超電
導体を発明した。
せると、臨界電流密度が増大することを発見し、これに
もとづいて、制御性が高く、臨界電流密度の大きな超電
導体を発明した。
さらに本発明者らは、この種の材料の薄膜をイオンプロ
セスにより付着させると、上記臨界電流密度の大きな薄
膜状の高温超電体が形成されることを発見し、これにも
とづいて薄膜超電導体の製造方法を発見した。
セスにより付着させると、上記臨界電流密度の大きな薄
膜状の高温超電体が形成されることを発見し、これにも
とづいて薄膜超電導体の製造方法を発見した。
さらに、この薄膜の超電導体の製造に際し、好適なスパ
ッタリング用ターゲットも発明した。つまシ本発明は、
制御性の高い、高臨界電流密度を有する高温超電導材料
及びその薄膜の製造方法、さらに製造方法に関するスパ
ッタリング用ターゲットを提供することを目的とする。
ッタリング用ターゲットも発明した。つまシ本発明は、
制御性の高い、高臨界電流密度を有する高温超電導材料
及びその薄膜の製造方法、さらに製造方法に関するスパ
ッタリング用ターゲットを提供することを目的とする。
課題を解決するだめの手段
本発明の酸化物超電導体は、S、Se又はTeをS、S
e Te 含み、その含有量が−t≦0.01の範囲であることを
特徴としている。また、本発明の薄膜超電導体は、基板
上に主成分がA′、B、Cu、0からなり、S、Ss又
はTeがS、Ss、Te≦0.01の範囲で含まれてい
る複合化合物被膜を付着させることを特徴としている。
e Te 含み、その含有量が−t≦0.01の範囲であることを
特徴としている。また、本発明の薄膜超電導体は、基板
上に主成分がA′、B、Cu、0からなり、S、Ss又
はTeがS、Ss、Te≦0.01の範囲で含まれてい
る複合化合物被膜を付着させることを特徴としている。
ここに、A′はSc、Y。
ランタン系列元素(原子番号57〜71)、Teおよび
Biのうちのすくなくとも1種、BはIIa族元素のう
ちのすくなくとも1種あるいは2種以上の元素を示す。
Biのうちのすくなくとも1種、BはIIa族元素のう
ちのすくなくとも1種あるいは2種以上の元素を示す。
さらに、本発明の薄膜超電導体の製造方法は、複合化合
物被膜を、スパッタリング蒸着、熱蒸着等の物理的気相
成長法もしくは、常圧あるいは減圧化学的気相成長法、
プラズマ化学的気相成長法、光化学的気相成長法等の化
学的気相成長法で基板上に付着させることを特徴として
いる。この製造方法に関係した。本発明のスパッタリン
グ用ターゲットは、A′OX、BOY、CuOZ又はこ
れらの化合物からなる第1の物質と、A ’ Sw。
物被膜を、スパッタリング蒸着、熱蒸着等の物理的気相
成長法もしくは、常圧あるいは減圧化学的気相成長法、
プラズマ化学的気相成長法、光化学的気相成長法等の化
学的気相成長法で基板上に付着させることを特徴として
いる。この製造方法に関係した。本発明のスパッタリン
グ用ターゲットは、A′OX、BOY、CuOZ又はこ
れらの化合物からなる第1の物質と、A ’ Sw。
A ’ S ew、 A ’ T ewのうちの1種以
上からなる第2の物質の混合物又は化合物を主成分とす
ることを特徴としている。ここに、x、 y、 z
、 wは0≦x、y、z、w≦1である。本発明者等は
、上記、酸化物超電導体及びその薄膜超電導体は、高臨
界電流密度を示すこと、上記薄膜超電導体の製造方法及
びスパッタリング用ターゲットを用いることにより、制
御性、再現1生良く上記高臨界電流密度を示す薄膜超電
導体が形成されることを見い出し、発明に致ったもので
ある。
上からなる第2の物質の混合物又は化合物を主成分とす
ることを特徴としている。ここに、x、 y、 z
、 wは0≦x、y、z、w≦1である。本発明者等は
、上記、酸化物超電導体及びその薄膜超電導体は、高臨
界電流密度を示すこと、上記薄膜超電導体の製造方法及
びスパッタリング用ターゲットを用いることにより、制
御性、再現1生良く上記高臨界電流密度を示す薄膜超電
導体が形成されることを見い出し、発明に致ったもので
ある。
作 用
本発明にかかる酸化物超電導体は、S、Se又はS、S
e、Te Teを 。 ≦0.01の範囲で含むところに大き
な特徴がある。この範囲で含まれるS、Se。
e、Te Teを 。 ≦0.01の範囲で含むところに大き
な特徴がある。この範囲で含まれるS、Se。
Teは酸素を置変する形で酸化物超電導体に導入される
。この酸素サイトに入ったS、Se、Teは、酸化物超
電導体の超電導電子の分布に対して欠陥として作用する
。この欠陥は、磁束のピンニングセンターとして有効に
働き、結果として、上記酸化物超電導体の臨界電流密度
を増大させることとなる。
。この酸素サイトに入ったS、Se、Teは、酸化物超
電導体の超電導電子の分布に対して欠陥として作用する
。この欠陥は、磁束のピンニングセンターとして有効に
働き、結果として、上記酸化物超電導体の臨界電流密度
を増大させることとなる。
S、Se、Te
これ以上、つまり 。 ≧0.01の範囲で含ま
れるS、Se、Teは、酸素サイトに入るだけでなく、
結晶粒界等に析出する、非超電導物質生成の原因となり
、超電導特性の悪化を起こし、臨界電流密度の増大はみ
られない。上記、臨界電流密度の増大は実験的に確認さ
れたものであるが、その機構については上記のように確
定されたものではないが、現在のところ上記のように考
えられる。
れるS、Se、Teは、酸素サイトに入るだけでなく、
結晶粒界等に析出する、非超電導物質生成の原因となり
、超電導特性の悪化を起こし、臨界電流密度の増大はみ
られない。上記、臨界電流密度の増大は実験的に確認さ
れたものであるが、その機構については上記のように確
定されたものではないが、現在のところ上記のように考
えられる。
上記酸化物超電導体としては、AB2Cu3O7−δの
場合に有効であることを本発明人等は確認した。
場合に有効であることを本発明人等は確認した。
ここにAはSc、Y、ランタン系列元素(原子番勢7〜
71)のうちすくなくとも1種、BはIla族元素のう
ちのすくなくとも1種、あるいは2種以上の元素、δは
0≦δ≦7を示す。
71)のうちすくなくとも1種、BはIla族元素のう
ちのすくなくとも1種、あるいは2種以上の元素、δは
0≦δ≦7を示す。
また、上記酸化物超電導体として、Ei−Sr−Ca
−Cu及びTg−Ba−Ca−Cuの酸化物の場合にも
有効であることを本発明人等は確認した。
−Cu及びTg−Ba−Ca−Cuの酸化物の場合にも
有効であることを本発明人等は確認した。
これらの酸化物超電導体がLL又はLi化合物を含む場
合には、上記酸化物超電導体中の酸素欠陥(S、Se、
Teの置換によるものではない)が補償されたり、形成
温度が下がったシし、有効であることも本発明人等は確
認した。ここで、S、Se。
合には、上記酸化物超電導体中の酸素欠陥(S、Se、
Teの置換によるものではない)が補償されたり、形成
温度が下がったシし、有効であることも本発明人等は確
認した。ここで、S、Se。
Teに起因する欠陥は、制御性、再現性が良いが、上述
の酸素欠陥(S、Se、Teの置換によらない)の制御
は非常に困難で再現性に問題がある。このため本発明の
酸化物超電導体は制御性良く高臨界′准流密度を示す。
の酸素欠陥(S、Se、Teの置換によらない)の制御
は非常に困難で再現性に問題がある。このため本発明の
酸化物超電導体は制御性良く高臨界′准流密度を示す。
これらのS、Se又はTeを含む酸化物超電導体は、基
体上に薄膜として付着させると、有効であることを本発
明者等は確認した。すなわち、薄膜化は超電導体の素材
を原子状態という極微粒子に分解してから基体上に堆積
させるから、形成された超電導体の組成は本質的に、従
来の焼結体に比べて均質である。したがってA′、B、
Cu、OがらなS 、 Se 、 Te すS、Se又はTeが一一℃−−−≦0.01の範囲で
含まれている薄膜よりなる非常に高精度の超電導体が実
現される。ここに、A′はS c 、 Y 、ランタン
系列元素(原子番号57〜71 )、TlおよびBiの
うちのすくなくとも1種、Bは[a族元素のうちのすく
なくとも1種、あるいは2種以上の元素を示す。
体上に薄膜として付着させると、有効であることを本発
明者等は確認した。すなわち、薄膜化は超電導体の素材
を原子状態という極微粒子に分解してから基体上に堆積
させるから、形成された超電導体の組成は本質的に、従
来の焼結体に比べて均質である。したがってA′、B、
Cu、OがらなS 、 Se 、 Te すS、Se又はTeが一一℃−−−≦0.01の範囲で
含まれている薄膜よりなる非常に高精度の超電導体が実
現される。ここに、A′はS c 、 Y 、ランタン
系列元素(原子番号57〜71 )、TlおよびBiの
うちのすくなくとも1種、Bは[a族元素のうちのすく
なくとも1種、あるいは2種以上の元素を示す。
実施例
本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図において、S、Se又はTeを含む酸化物超電導
薄膜2は、例えばヌパノタリング法で形成する。この場
合、基体1は、超電導を示すS、Se又はTeを含む酸
化物超電導薄膜2の保持を目的としている。したがって
、本発明の超電導体は本質的に層状構造からなっている
。この層状構造は通常数8oO〜900 ”Cの高温で
形成し、超電導を例えば液体窒素温度(−195℃)の
低温で動作させるため、特に基体1と被膜2の密着性が
悪くなシ、しばしば層状構造が破損されることを本発明
者らは確認した。さらに本発明者らは、詳細な基体の熱
的特性を各種の材質について調べた結果、基体の線熱膨
張係数α〉1o 7℃であれば、上記層状構造の破損が
なく、実用されることを確認した。例えばαく1o 7
℃の石英ガラスを基体に用いると、被膜2は無数の亀裂
が入り不連続な被膜となり、実用に供しにくいことを本
発明者らは確認した。
薄膜2は、例えばヌパノタリング法で形成する。この場
合、基体1は、超電導を示すS、Se又はTeを含む酸
化物超電導薄膜2の保持を目的としている。したがって
、本発明の超電導体は本質的に層状構造からなっている
。この層状構造は通常数8oO〜900 ”Cの高温で
形成し、超電導を例えば液体窒素温度(−195℃)の
低温で動作させるため、特に基体1と被膜2の密着性が
悪くなシ、しばしば層状構造が破損されることを本発明
者らは確認した。さらに本発明者らは、詳細な基体の熱
的特性を各種の材質について調べた結果、基体の線熱膨
張係数α〉1o 7℃であれば、上記層状構造の破損が
なく、実用されることを確認した。例えばαく1o 7
℃の石英ガラスを基体に用いると、被膜2は無数の亀裂
が入り不連続な被膜となり、実用に供しにくいことを本
発明者らは確認した。
さらに、本発明者らは、第1図の層状構造の基体1に機
能性から見て、最適の材料があることを見い呂した。
能性から見て、最適の材料があることを見い呂した。
すなわち、結晶性の高いS、Se又はTeを含む酸化物
超電導薄膜2を基体1の表面3に形成させるだめには、
単結晶の基体が有効である。本発明者らは詳細に最適基
体材料を調べた結果、基体1トシて、酸化マグネシウム
、サファイア(α−A1203)、スピネル、チタン酸
ストロンチュウム。
超電導薄膜2を基体1の表面3に形成させるだめには、
単結晶の基体が有効である。本発明者らは詳細に最適基
体材料を調べた結果、基体1トシて、酸化マグネシウム
、サファイア(α−A1203)、スピネル、チタン酸
ストロンチュウム。
シリコン、ガリウム砒素等の単結晶が有効であることを
確認した。もっとも、これは表面3に効果的に結晶性の
高い被膜2を成長させるものであるから、少なくとも基
体表面3が単結晶であればよい。
確認した。もっとも、これは表面3に効果的に結晶性の
高い被膜2を成長させるものであるから、少なくとも基
体表面3が単結晶であればよい。
本発明者らは、この種の超電導体を任意の形状例えば円
筒状に加工する場合、基体としては単結晶よりも、所謂
焼結磁器が有効であることを確認するとともに、最適の
磁器材料を見い出した。すなわち、磁器基体として、ア
ルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ステア
タイト、ホルヌテライト、ベリリア、スピネル等が基体
の加工等、超電導被膜2の基体1への密着性が最適であ
ることを本発明者らは確認した。この場合も単結晶と同
様に、基体の表面さえこの種の磁器で構されているとよ
い。
筒状に加工する場合、基体としては単結晶よりも、所謂
焼結磁器が有効であることを確認するとともに、最適の
磁器材料を見い出した。すなわち、磁器基体として、ア
ルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、ステア
タイト、ホルヌテライト、ベリリア、スピネル等が基体
の加工等、超電導被膜2の基体1への密着性が最適であ
ることを本発明者らは確認した。この場合も単結晶と同
様に、基体の表面さえこの種の磁器で構されているとよ
い。
まだ、基体が白金(Pt)であったり、基体の表面がP
tでおおわれている場合にも、良好な結晶性を有する薄
膜超電導体が得られた。
tでおおわれている場合にも、良好な結晶性を有する薄
膜超電導体が得られた。
薄膜超電導体の形成には、まずA′、B、Cu、O9,
Ss Te からなり、S、Se又はTeが 。′ ≦0.01
の範囲で含まれている複合化合物被膜をスパンタリング
蒸着あるいは熱蒸着例えば電子ビーム蒸着。
Ss Te からなり、S、Se又はTeが 。′ ≦0.01
の範囲で含まれている複合化合物被膜をスパンタリング
蒸着あるいは熱蒸着例えば電子ビーム蒸着。
レーザビーム蒸着等の物理的気相成長法で基体上に付着
させる。この場合、複合化合物被膜は、成分Y−Ba−
Cu、 Er−Ba−Cu、 Gd−Ba−Cu。
させる。この場合、複合化合物被膜は、成分Y−Ba−
Cu、 Er−Ba−Cu、 Gd−Ba−Cu。
B i −8r −Ca−Cu等の化学量論比さえ合致
していればよく、酸素量は特に重要ではないことを本発
明者らは確認した。その結果複合化合物被膜の形成法は
物理的気相成長法に限定されたものではなく、化学的気
相成長法例えば常圧あるいは減圧化学的気相成長法、プ
ラズマ化学的気相成長法、光化学的気相成長法も、合致
させれば、有効であることを本発明者らは確認した。
していればよく、酸素量は特に重要ではないことを本発
明者らは確認した。その結果複合化合物被膜の形成法は
物理的気相成長法に限定されたものではなく、化学的気
相成長法例えば常圧あるいは減圧化学的気相成長法、プ
ラズマ化学的気相成長法、光化学的気相成長法も、合致
させれば、有効であることを本発明者らは確認した。
本発明者らは複合化合物被膜を基体1の表面3に付着さ
せる場合、基体の最適の温度範囲が存在することを本発
明者らは確認した。すなわち基体最適温度範囲は100
〜1000bである。なお、100℃以下では、基体表
面への複合酸化物被膜の付着性が悪くなる。まだ、10
00’C以上では複合酸化物被膜中の成分Cuの化学量
論比からのずれが大きくなる。
せる場合、基体の最適の温度範囲が存在することを本発
明者らは確認した。すなわち基体最適温度範囲は100
〜1000bである。なお、100℃以下では、基体表
面への複合酸化物被膜の付着性が悪くなる。まだ、10
00’C以上では複合酸化物被膜中の成分Cuの化学量
論比からのずれが大きくなる。
ところで、YBa2Cu2O7−δに代表されるA B
2 Cu 3O7−.5系の複合化合物にS、Se又
はT。
2 Cu 3O7−.5系の複合化合物にS、Se又
はT。
を含んだ化合物の超電導特性は、600C〜700℃の
基体温度で薄膜形成することにより、as−depos
itedの状態で85に以上の臨界温度を示す。さらに
、この形成した複合化合物被膜を、空気にさらすことな
く形成工程に引き継ぎ少なくとも酸素を含むガスを被膜
形成装置に導入し、基体温度を200〜900 ”Cの
範囲内に設定すると薄膜の超電導特性が増した。
基体温度で薄膜形成することにより、as−depos
itedの状態で85に以上の臨界温度を示す。さらに
、この形成した複合化合物被膜を、空気にさらすことな
く形成工程に引き継ぎ少なくとも酸素を含むガスを被膜
形成装置に導入し、基体温度を200〜900 ”Cの
範囲内に設定すると薄膜の超電導特性が増した。
また、Bi、Sr、Ca、Cu、○系複合化合物の超電
導特性は、その組成と作製条件により転移温度が100
に以下の相と100に以上の相を示す。
導特性は、その組成と作製条件により転移温度が100
に以下の相と100に以上の相を示す。
これらの相は、複合化合物被膜を付着させる時の基体の
温度を600℃以上とすることにより、100に以上の
複合酸化物被膜の特性に対する再現性が良くなることを
本発明者らは確認した。
温度を600℃以上とすることにより、100に以上の
複合酸化物被膜の特性に対する再現性が良くなることを
本発明者らは確認した。
しかしながら作製した被膜が、そのままは良好な超電導
転移特性を示さない場合もある。この場合本発明者らは
この種の複合化合物被膜をさらに空気、アルゴンと酸素
チッソと酸素の混合ガスあるいは純酸素などの酸化性雰
囲気で熱処理することにより、良好な超電導が発生する
ことを発見した。この場合最適の熱処理温度は6o○〜
1000℃、熱処理時間は1〜100時間である。
転移特性を示さない場合もある。この場合本発明者らは
この種の複合化合物被膜をさらに空気、アルゴンと酸素
チッソと酸素の混合ガスあるいは純酸素などの酸化性雰
囲気で熱処理することにより、良好な超電導が発生する
ことを発見した。この場合最適の熱処理温度は6o○〜
1000℃、熱処理時間は1〜100時間である。
本発明者らは、この種の超電導薄膜を形成す、るため、
たとえば第2図のスパッタリング装置を用いる010は
基板ホルダー、11はスパッタリングチャンバー、12
はンヤノター、13はスパックリングクーゲット、14
はマツチングボックス、1Sはマツチング回路、16は
高周波電源、17゜18は絶、縁体、19は支持体であ
る。20はスパッタリング用ガス、21は真空装置であ
る。
たとえば第2図のスパッタリング装置を用いる010は
基板ホルダー、11はスパッタリングチャンバー、12
はンヤノター、13はスパックリングクーゲット、14
はマツチングボックス、1Sはマツチング回路、16は
高周波電源、17゜18は絶、縁体、19は支持体であ
る。20はスパッタリング用ガス、21は真空装置であ
る。
たとえば第2図に示すスパッタリングターゲット13と
して主成分がA′OX、BOY、CuOZ又はこれらの
化合物からない第1の物質と、A’ Sy 、 A’
Sey、7゜A ’ T e Wのうちの1種以上から
なる第2の物質の混合物又は化合物であればよい事を確
認した。ここで0≦x、y、z、w≦1で、AはSc、
Y、ランタン系列元素(原紙番号57〜71)およびB
iのうちすくなくとも1種、Bは■a族元素のうちの少
なくとも1種あるいは2種以上の元素を示す。
して主成分がA′OX、BOY、CuOZ又はこれらの
化合物からない第1の物質と、A’ Sy 、 A’
Sey、7゜A ’ T e Wのうちの1種以上から
なる第2の物質の混合物又は化合物であればよい事を確
認した。ここで0≦x、y、z、w≦1で、AはSc、
Y、ランタン系列元素(原紙番号57〜71)およびB
iのうちすくなくとも1種、Bは■a族元素のうちの少
なくとも1種あるいは2種以上の元素を示す。
この場合、ターゲットの構成は焼結体例えば円板。
円筒などが有用である。しかし、必ずしも成型品である
必要はなく、例えば第3図に示すような粉末又は粒状あ
るいはチャック状であってもターゲットの構成金属元素
比率が、上述したAB2Cu3O7−δやB1−3r−
Ca−Cu−〇を満足さえしていればよい。
必要はなく、例えば第3図に示すような粉末又は粒状あ
るいはチャック状であってもターゲットの構成金属元素
比率が、上述したAB2Cu3O7−δやB1−3r−
Ca−Cu−〇を満足さえしていればよい。
特に粉末あるいは粒状のターゲット13を容器3Oに充
てんして使用するとターゲット13を任意の形状にして
供給することが可能となり、超電導薄膜を作成する場合
の組成比を最適化でき、極めて好都合である。31はヒ
ータである。そして、焼結した場合に、組成の不均一が
生じやすい超電導材料を、均一化したターゲットとする
ことが容易に実現でき、粉末あるいは粒状ターゲットは
非常に有効であることを確認した。さらにターゲットの
構成元素はスパッタによって原子状に蒸発するため、必
ずしもターゲットは焼結されたAB2Cu3O7−δや
B i −5r −Ca−Cu−〇化合物である必要は
ない。ターゲットの構成金属元素の化合物、例えばA
′OX、BOy、Cu0zなどが混入していても結果と
してこれらの金属光素人′、B、Cuは原子状でスパッ
タされるから、基体上に付着する金属元素濃度がAB2
Cu3O7.、、δやB i −3r −Ca −Cu
−0を満足していればよい。ここにx、y、z≧O6こ
こでS、Se又はTeはへ′元素との化合物A’SW。
てんして使用するとターゲット13を任意の形状にして
供給することが可能となり、超電導薄膜を作成する場合
の組成比を最適化でき、極めて好都合である。31はヒ
ータである。そして、焼結した場合に、組成の不均一が
生じやすい超電導材料を、均一化したターゲットとする
ことが容易に実現でき、粉末あるいは粒状ターゲットは
非常に有効であることを確認した。さらにターゲットの
構成元素はスパッタによって原子状に蒸発するため、必
ずしもターゲットは焼結されたAB2Cu3O7−δや
B i −5r −Ca−Cu−〇化合物である必要は
ない。ターゲットの構成金属元素の化合物、例えばA
′OX、BOy、Cu0zなどが混入していても結果と
してこれらの金属光素人′、B、Cuは原子状でスパッ
タされるから、基体上に付着する金属元素濃度がAB2
Cu3O7.、、δやB i −3r −Ca −Cu
−0を満足していればよい。ここにx、y、z≧O6こ
こでS、Se又はTeはへ′元素との化合物A’SW。
A ’ S eW’ 、 A ’ T eWとして混合
するとターゲットとして有効であることが確認された。
するとターゲットとして有効であることが確認された。
これは、S。
Se、Teは蒸気圧の高い物質であり、B又はCu元素
との化合物も同様にして蒸気圧が冒いためである。つ捷
り、蒸気圧の高い物質がターゲットに含まれると、形成
される膜の再現性、均一性がそこなわれる。A ′SW
、 A ’ S QW 、 A ′T eWはこれに
比べて蒸気圧が低いため、再現性、均一性良く薄膜S、
Ss Te が形成され、 。 ≦0.01の混合比が実A’
Ox、EOy、CuO2,A′SW、A’Sew、A’
TeWあるいは、これらの化合物から構成された異種
組成のターゲットであっても、基体上に付着する全金属
元素濃度がAB2Du3O7−δやB1−3r−Ca−
Cu−0を満足していればよい。
との化合物も同様にして蒸気圧が冒いためである。つ捷
り、蒸気圧の高い物質がターゲットに含まれると、形成
される膜の再現性、均一性がそこなわれる。A ′SW
、 A ’ S QW 、 A ′T eWはこれに
比べて蒸気圧が低いため、再現性、均一性良く薄膜S、
Ss Te が形成され、 。 ≦0.01の混合比が実A’
Ox、EOy、CuO2,A′SW、A’Sew、A’
TeWあるいは、これらの化合物から構成された異種
組成のターゲットであっても、基体上に付着する全金属
元素濃度がAB2Du3O7−δやB1−3r−Ca−
Cu−0を満足していればよい。
また、A’Fxt 、BFY/ 、CuF ztを含む
場合も有効であった。特にB F y tはBOYに比
べて不純物濃度が低く、高純度な試薬が得られるため特
に有効である。
場合も有効であった。特にB F y tはBOYに比
べて不純物濃度が低く、高純度な試薬が得られるため特
に有効である。
なお、多元スパッタを用い、これらの複数ターゲットを
構成する各構成要素をAOx、 Boy 、 CuOz
にし、これらを同時にスパッタしても基体上に付着する
金属元素濃度がAB2Cu3O7−δやB1−3r=C
a−Cu−0を満足していればよい。
構成する各構成要素をAOx、 Boy 、 CuOz
にし、これらを同時にスパッタしても基体上に付着する
金属元素濃度がAB2Cu3O7−δやB1−3r=C
a−Cu−0を満足していればよい。
ここで、ターゲソ1−がLi又はLi化合物を含む場合
にも、得られる超電性薄膜の特性の安定性や再現性の向
上が認められた。
にも、得られる超電性薄膜の特性の安定性や再現性の向
上が認められた。
特に本発明にかかる粉末あるいは粒状ターゲットは成型
の必要がない上にスパッタ中に連続的に、供給できる特
長がありこの種の超電導体の製造に一層有効である。
の必要がない上にスパッタ中に連続的に、供給できる特
長がありこの種の超電導体の製造に一層有効である。
以下本発明の内容をさらに深く理解されるために、さら
に具体的な具体実施例を示す。
に具体的な具体実施例を示す。
(具体実施例1)
酸化マグネシウム単結晶(100)面を基体1として用
い、高周波プレナーマグネトロンスパッタにより、ys
を含み焼結しだYl、。7Ba2Cu4.608So、
1の組成である化合物ターゲットをA r + 02混
合ガス雰囲気でスパッタリング蒸着して、650℃に保
たれた上記基体上に結晶性のSをσ中0.0075含、
むYBa2Cu3O7被膜として付着させ層状構造を形
成した。
い、高周波プレナーマグネトロンスパッタにより、ys
を含み焼結しだYl、。7Ba2Cu4.608So、
1の組成である化合物ターゲットをA r + 02混
合ガス雰囲気でスパッタリング蒸着して、650℃に保
たれた上記基体上に結晶性のSをσ中0.0075含、
むYBa2Cu3O7被膜として付着させ層状構造を形
成した。
この場合、Arガス圧力は0.5Pa、 スパッタリ
ング電力140W、スパッタリング時間1時間、被膜の
膜厚0.6μm、基体温度660℃であった。
ング電力140W、スパッタリング時間1時間、被膜の
膜厚0.6μm、基体温度660℃であった。
この薄膜はas−depositedの状態でR−oと
1なるオフセット温度Tcoff=80Kを示す超電導
体であった。
1なるオフセット温度Tcoff=80Kを示す超電導
体であった。
この実施例では被膜2の膜厚は0.6μmであるが、膜
厚は0.1μmかそれ以下の薄い場合、10μm以上の
厚い場合も超電導が発生することを確認した。
厚は0.1μmかそれ以下の薄い場合、10μm以上の
厚い場合も超電導が発生することを確認した。
この条件で形成されたSを含むYBa2Cu2O7−δ
薄膜は、Sを含まない場合に比べて、その臨界電流密度
が増大した。つまり、第4図(′b)にSを含まないY
B a 2 Cu 3O7−δ薄膜の磁化測定及び第
4図(a)にSを含んだ(6=0.0076)のYB
a 2Cu3Oy−δ薄膜の4.2Kにおける磁化測定
の結果を示す。これより明らかなように、Sを含んだ場
合には反磁化の大きさが含まない場合の3倍程度の大き
さとなり、臨界電流密度が増大していることが確認され
た。ここでU>0−”の範囲でSを含む場合には、超電
導特性が著しく劣化し、Sを含まない場合にaoK程度
であったTc offが、40に以下界電流密度の増大
がみられた。ここでSの含有量はE P M A (E
lectron Probe X−ray Micr。
薄膜は、Sを含まない場合に比べて、その臨界電流密度
が増大した。つまり、第4図(′b)にSを含まないY
B a 2 Cu 3O7−δ薄膜の磁化測定及び第
4図(a)にSを含んだ(6=0.0076)のYB
a 2Cu3Oy−δ薄膜の4.2Kにおける磁化測定
の結果を示す。これより明らかなように、Sを含んだ場
合には反磁化の大きさが含まない場合の3倍程度の大き
さとなり、臨界電流密度が増大していることが確認され
た。ここでU>0−”の範囲でSを含む場合には、超電
導特性が著しく劣化し、Sを含まない場合にaoK程度
であったTc offが、40に以下界電流密度の増大
がみられた。ここでSの含有量はE P M A (E
lectron Probe X−ray Micr。
Analysis)やI CP (Inductive
CoupledP1asmaemis+5ion S
pectrometry)測定によって測定された。S
s又はTeについても上と同様の結果を得た。
CoupledP1asmaemis+5ion S
pectrometry)測定によって測定された。S
s又はTeについても上と同様の結果を得た。
本発明者らは、酸化マグネシウム以外の結晶性基体につ
いての有効性を詳細に実験的に調べた。
いての有効性を詳細に実験的に調べた。
サファイア、スピネル単結晶基体上に、AB2Cu3o
7構造(A=Y、B=Ba)の被膜を、酸化マグネシウ
ム単結晶の場合と同様にスパッタリング蒸着法で付着さ
せた。さらにこれらの基体以外に、チタン酸ストロンチ
ュウム、Ptをコートシタシリコン。
7構造(A=Y、B=Ba)の被膜を、酸化マグネシウ
ム単結晶の場合と同様にスパッタリング蒸着法で付着さ
せた。さらにこれらの基体以外に、チタン酸ストロンチ
ュウム、Ptをコートシタシリコン。
ガリウム砒素単結晶についても調べだが、同様の結晶性
が得られた。これらの場合、いずれも超電導を示すこと
が確認された。
が得られた。これらの場合、いずれも超電導を示すこと
が確認された。
この種の酸化物被膜のスパッタリング蒸着では例えばA
rと02 との混合ガスをスパッタリングガスに用い
る。また、Ar、Xs、Ne、Krのような不活性ガス
あるいはこれらの不活性ガスの混合力―スと酸素の混合
ガスがスパッタリングガスとして有効であることを本発
明者らは確認した。
rと02 との混合ガスをスパッタリングガスに用い
る。また、Ar、Xs、Ne、Krのような不活性ガス
あるいはこれらの不活性ガスの混合力―スと酸素の混合
ガスがスパッタリングガスとして有効であることを本発
明者らは確認した。
スパッタリング蒸着方式も、高周波二極スパッタ、直流
二極スパッタ、マグネトロンスパッタいずれも有効であ
ることを本発明者らは確認した。
二極スパッタ、マグネトロンスパッタいずれも有効であ
ることを本発明者らは確認した。
特1/l: W iヌバソタの場合、スパッタリングタ
ーゲットの抵抗率を1oQcm以下に低くする事が必要
で、これ以上の抵抗率では、充分なスパッタリング放電
が発生しない。なお、ターゲットの抵抗率の調整は通常
ターゲットの焼結条件によって行う。
ーゲットの抵抗率を1oQcm以下に低くする事が必要
で、これ以上の抵抗率では、充分なスパッタリング放電
が発生しない。なお、ターゲットの抵抗率の調整は通常
ターゲットの焼結条件によって行う。
なお、基体表面に裏金酸化物被膜の形成法として、金属
主成分をスパッタリング蒸着法で基体上に付着させ、さ
らに酸素ビームあるいは酸素イオンを被膜形成中に被膜
に照射し、基体表面で金属主成分を酸化させることも可
能である。
主成分をスパッタリング蒸着法で基体上に付着させ、さ
らに酸素ビームあるいは酸素イオンを被膜形成中に被膜
に照射し、基体表面で金属主成分を酸化させることも可
能である。
この種の被膜の結晶構造など詳細な特性は、基体上に被
膜が拘束されているため、被膜内には通常の焼結体では
存在し力い様な大きな歪とか欠陥が存在する。このため
、被膜の製造方法から被膜の製造方法を類推できるもの
でない。
膜が拘束されているため、被膜内には通常の焼結体では
存在し力い様な大きな歪とか欠陥が存在する。このため
、被膜の製造方法から被膜の製造方法を類推できるもの
でない。
壕だ、400℃に保たれた基体上に薄膜を形成し、それ
を酸素雰囲気中で850 C,2hr p4処理した場
合も、同様の良好な超電導特性を得だ。
を酸素雰囲気中で850 C,2hr p4処理した場
合も、同様の良好な超電導特性を得だ。
この場合も、S、Se又はTeの含有の効果は上と同様
であった。
であった。
なお、被膜の熱処理の物理的な意味の詳細は明らかでは
ないが、おおよそつぎのように考えられる。すなわち、
スパッタリング蒸着で基体上に付着させた複合酸化物被
膜では、3価のB元素の2価A元素の置換が完全に行わ
れていな(AB2Cu3O7という化合物を形成してい
ない。この場合、例えばA Cu s○7構造のネット
ワーク中にB元素の酸化物が分散した複合酸化物を形成
している。当然Cu原子は2価である。超電導特性も再
現性良く得られない。超電導は、へ元素のB元素による
置換と、これに引き続く2価Cu原子の酸化による3価
Cu原子の発生に起因し、この過程が熱処理に関連する
。
ないが、おおよそつぎのように考えられる。すなわち、
スパッタリング蒸着で基体上に付着させた複合酸化物被
膜では、3価のB元素の2価A元素の置換が完全に行わ
れていな(AB2Cu3O7という化合物を形成してい
ない。この場合、例えばA Cu s○7構造のネット
ワーク中にB元素の酸化物が分散した複合酸化物を形成
している。当然Cu原子は2価である。超電導特性も再
現性良く得られない。超電導は、へ元素のB元素による
置換と、これに引き続く2価Cu原子の酸化による3価
Cu原子の発生に起因し、この過程が熱処理に関連する
。
この種の化合物超電導体S、Ss又はTeを含むAB2
Cu3O7の構成元素AおよびBの変化による超電導特
性の変化の詳細は明らかではない。ただAは、2価、B
は3価を示し、へ元素の一部をB元素が置換しているの
は事実ではある。へ元素としてYについて例をあげて説
明したが、ScやLa。
Cu3O7の構成元素AおよびBの変化による超電導特
性の変化の詳細は明らかではない。ただAは、2価、B
は3価を示し、へ元素の一部をB元素が置換しているの
は事実ではある。へ元素としてYについて例をあげて説
明したが、ScやLa。
さらにランタン系列の元素(原子番号57〜71)でも
、超電導転移温度が変化する程度で本質的な発明の層状
構造の特性を変えるものではない。
、超電導転移温度が変化する程度で本質的な発明の層状
構造の特性を変えるものではない。
また、B元素においても、Sr、Ca、BaSr。
Ca、Ba等11a族元素の変化は超電導転移温度10
°に程度変化させるが、本質的に本発明層状構造の特性
を変えるものではない。
°に程度変化させるが、本質的に本発明層状構造の特性
を変えるものではない。
(具体実施例2)
酸化マグネシウム単結晶(1oo)面を基体1として用
い、高周波プレナーマグネトロンスパソタによシ、焼結
したB1−3r−Ca−Cu−0とB1−5の混合物又
は化合物のターゲットをAr と酸素の混合ガス雰囲気
でスパッタリング蒸着して、上記基体上に結晶性のSを
含むB1−5r −Ca−Cu−O被膜として付着させ
層状構造を形成した。
い、高周波プレナーマグネトロンスパソタによシ、焼結
したB1−3r−Ca−Cu−0とB1−5の混合物又
は化合物のターゲットをAr と酸素の混合ガス雰囲気
でスパッタリング蒸着して、上記基体上に結晶性のSを
含むB1−5r −Ca−Cu−O被膜として付着させ
層状構造を形成した。
この場合、Arと酸素の混合ガス圧力は0.5Pa。
スパッタリング電力150W、 スパッタリング時間
1時間、被膜の膜厚0 、5 lt m 、 基体温
度7Q○℃であった。形成された被膜に対し、その温度
を700 ’Cとし、形成装置内に酸素を含んだガスを
引き継ぎ導入して、1時間熱処理した。又同様に形成さ
れた被膜を装置より取り出し、空気中で880℃、1時
間熱処理後3時間で除冷した。
1時間、被膜の膜厚0 、5 lt m 、 基体温
度7Q○℃であった。形成された被膜に対し、その温度
を700 ’Cとし、形成装置内に酸素を含んだガスを
引き継ぎ導入して、1時間熱処理した。又同様に形成さ
れた被膜を装置より取り出し、空気中で880℃、1時
間熱処理後3時間で除冷した。
この実施例では被膜の膜厚は0.5μmであるが、膜厚
は0.1μmかそれ以下の薄い場合、10μm以上の厚
い場合も超電導が発生することを確認した。
は0.1μmかそれ以下の薄い場合、10μm以上の厚
い場合も超電導が発生することを確認した。
、S
ここで薄膜中のSの量かづ≧0.01の範囲である場合
には、Y −B a −Cu−〇の場合と同様に臨界電
流密度の増大が認められたσ)0.01の場合には、超
電導特性が劣化した。また、Ss又はTeについても同
様であった。
には、Y −B a −Cu−〇の場合と同様に臨界電
流密度の増大が認められたσ)0.01の場合には、超
電導特性が劣化した。また、Ss又はTeについても同
様であった。
本発明者らは、酸化マグネシウム以外の結晶性基体につ
いての有効性を詳5圃に実験的に調べた。
いての有効性を詳5圃に実験的に調べた。
スピネル単結晶堰体上に、S、Se又はTeを含んだB
i、Sr、Ca、Cu、O系の波膜を、酸化マグネシウ
ム単結晶の場合と同様にスパッタリング蒸着法で付着さ
せ、これらの被膜を空気中で880℃。
i、Sr、Ca、Cu、O系の波膜を、酸化マグネシウ
ム単結晶の場合と同様にスパッタリング蒸着法で付着さ
せ、これらの被膜を空気中で880℃。
1時間熱処理後3時間除冷するといずれも超電導を示す
ことが確認された。また、チタン酸ストロンチュウム、
シリコン、ガリウム砒素単結晶についても同様の結果が
得られた。
ことが確認された。また、チタン酸ストロンチュウム、
シリコン、ガリウム砒素単結晶についても同様の結果が
得られた。
Bi、Sr、Ca、Cu、Q系の超電導材料の構造は複
雑であり、まだわかっていない。単結晶基体に基体温度
をエピタキシャル温度以上にあげた場合、作製条件によ
シ意図した結晶相が得られない場合が多い。しだがって
、基体温度はむしろ低い範囲に選らびアモルファスない
しは微結晶構造の複合化合物被膜を形成した後熱処理に
より結晶化する方が再現性よく超電導特性が得られるこ
とを本発明者らは実験的に確認した。
雑であり、まだわかっていない。単結晶基体に基体温度
をエピタキシャル温度以上にあげた場合、作製条件によ
シ意図した結晶相が得られない場合が多い。しだがって
、基体温度はむしろ低い範囲に選らびアモルファスない
しは微結晶構造の複合化合物被膜を形成した後熱処理に
より結晶化する方が再現性よく超電導特性が得られるこ
とを本発明者らは実験的に確認した。
この場合、単結晶構造の基体は熱処理過程において、被
膜の固相エピタキシャル成長を助は有効である。特に基
体上にアモルファス状態の被膜をあらかじめ形成し、こ
れを熱処理すると基板単結晶材料を適切に選択すること
により、結晶性基体表面に効果的に結晶性の被膜が固相
エピタキシャルし、超電導特性の優れた薄膜の形成に有
効であることを本発明者らは確認した。なお、超電導被
膜の結晶性が特に要求されない場合(急峻な超電導転位
が不要の時)は、多結晶の磁器基体が有効である。
膜の固相エピタキシャル成長を助は有効である。特に基
体上にアモルファス状態の被膜をあらかじめ形成し、こ
れを熱処理すると基板単結晶材料を適切に選択すること
により、結晶性基体表面に効果的に結晶性の被膜が固相
エピタキシャルし、超電導特性の優れた薄膜の形成に有
効であることを本発明者らは確認した。なお、超電導被
膜の結晶性が特に要求されない場合(急峻な超電導転位
が不要の時)は、多結晶の磁器基体が有効である。
この種の酸化物被膜のスパッタリング蒸着では例えばA
rと02との混合ガスをスパッタリングガスに用いる。
rと02との混合ガスをスパッタリングガスに用いる。
このほか実験的に、Ar 、Xe 、Ne 。
Krのような不活性ガスあるいはこれらの不活性ガスの
混合ガスがスパッタリングガスとして有効であることを
本発明者らは確認した。
混合ガスがスパッタリングガスとして有効であることを
本発明者らは確認した。
スパッタリング蒸着方式も、二極スパッタ、高周波二極
スパッタ、直流二極スパッタ、マグネトロンスパッタい
ずれも有効であることを本発明者らは確認した。特に直
流スパッタの場合、スパッタリングターゲットの抵抗率
を10Qcrn以下に低くする事が必要で、これ以上の
抵抗率では、充分なスパッタリング放電が発生しない。
スパッタ、直流二極スパッタ、マグネトロンスパッタい
ずれも有効であることを本発明者らは確認した。特に直
流スパッタの場合、スパッタリングターゲットの抵抗率
を10Qcrn以下に低くする事が必要で、これ以上の
抵抗率では、充分なスパッタリング放電が発生しない。
なお、ターゲットの抵抗率の調整は通常ターゲットの焼
結条件によって行う。
結条件によって行う。
特にこの独の装置では、直流スパッタがスパッタ電力等
の精密制御に有効であり、また直流マグネトロンスパッ
タ、あるいは直流マグネトロンスパッタガンなどが特に
有効であることを本発明者らは確認した。
の精密制御に有効であり、また直流マグネトロンスパッ
タ、あるいは直流マグネトロンスパッタガンなどが特に
有効であることを本発明者らは確認した。
なお、基体表面に複合化合物被膜の形成法として、金属
主成分を物理的気相成長法で基体上に付着させ、さらに
酸素ビームあるいは酸素イオンを被膜形成中に被膜に照
射し、基体表面で金属主成分を酸化させることも可能で
ある。物理的気相成長法としては、スパッタリング以外
に熱蒸層例えばT子ビームを照射しながら、複合酸化物
被膜の合金主成分をターゲットとしてスパッタリング蒸
着する。この場合複合酸化物ターゲットとしてスパッタ
リング蒸着するよシも被膜形成速度が1桁以上速い特長
を示し、工業的によシ有効である。
主成分を物理的気相成長法で基体上に付着させ、さらに
酸素ビームあるいは酸素イオンを被膜形成中に被膜に照
射し、基体表面で金属主成分を酸化させることも可能で
ある。物理的気相成長法としては、スパッタリング以外
に熱蒸層例えばT子ビームを照射しながら、複合酸化物
被膜の合金主成分をターゲットとしてスパッタリング蒸
着する。この場合複合酸化物ターゲットとしてスパッタ
リング蒸着するよシも被膜形成速度が1桁以上速い特長
を示し、工業的によシ有効である。
この種の被膜の結晶構造など詳細な特性は、基体上に被
膜が拘束されているため、被膜内には通常の焼結体では
存在しない様な大きな歪とか欠陥が存在する。このため
、焼結体の製造方法から被膜の製造方法を類推できるも
のでない。なお、被膜の熱処理の物理的な意味の詳細は
明らかではないが、おおよそつぎのように考えられる。
膜が拘束されているため、被膜内には通常の焼結体では
存在しない様な大きな歪とか欠陥が存在する。このため
、焼結体の製造方法から被膜の製造方法を類推できるも
のでない。なお、被膜の熱処理の物理的な意味の詳細は
明らかではないが、おおよそつぎのように考えられる。
すなわち、スパッタリング蒸着等で基体上に付着させた
複合化合物被膜では、S、Se又はTeを含む13i−
8r −Ca −Cu−0の化合物を形成していない。
複合化合物被膜では、S、Se又はTeを含む13i−
8r −Ca −Cu−0の化合物を形成していない。
この場合、例えば(S r 、 Ca )Cub3正方
晶のペロプスカイト構造のネットワーク中にへ元素の酸
化物が分散した複合酸化物を形成している。超電導は、
層状ペロプスカイト構造の発生に起因し、この過程が熱
処理に関連する。なお、熱処理時間が1時間以下で超電
導性が得られないのは、転移温度100に以上の結晶相
の生成が不充分であった事に起因していると考えられる
。なお、熱処理は通常のヒータ加熱炉により行なったが
、レーザ光。
晶のペロプスカイト構造のネットワーク中にへ元素の酸
化物が分散した複合酸化物を形成している。超電導は、
層状ペロプスカイト構造の発生に起因し、この過程が熱
処理に関連する。なお、熱処理時間が1時間以下で超電
導性が得られないのは、転移温度100に以上の結晶相
の生成が不充分であった事に起因していると考えられる
。なお、熱処理は通常のヒータ加熱炉により行なったが
、レーザ光。
赤外線等の工学的熱処理方法あるいは電子線による加熱
方法等が応用可能である。
方法等が応用可能である。
この種の化合物超電導体S、Se又はTeを含むB i
−S r −Ca −Cu−0の構成元素Bi、Sr
およびCaの変化による超電導特性の変化の詳細は明ら
かではない。ただBは3価、Sr、Caは2価を示して
いるのは事実ではある。
−S r −Ca −Cu−0の構成元素Bi、Sr
およびCaの変化による超電導特性の変化の詳細は明ら
かではない。ただBは3価、Sr、Caは2価を示して
いるのは事実ではある。
これまで実施例は、スパッター法によって形成された薄
膜に関して主に述べたが、他の方法によって形成された
薄膜についても有効である。さらに、薄膜以外にも、バ
ルクや線材に対してもS。
膜に関して主に述べたが、他の方法によって形成された
薄膜についても有効である。さらに、薄膜以外にも、バ
ルクや線材に対してもS。
Se又はTe金含有効果は臨界電流密度の増大に対して
有効である。材料についても、”口a2Cu3O7−δ
に代表される1、2.3化合物及びB i −3r −
Ca−Cu−0化合物について述べたが、他の酸化物超
電導体についても有効である。
有効である。材料についても、”口a2Cu3O7−δ
に代表される1、2.3化合物及びB i −3r −
Ca−Cu−0化合物について述べたが、他の酸化物超
電導体についても有効である。
発明の効果
本発明にかかる超電導体は、複合酸化物を基本S S
e Te とし、S、Se又はTeが ″ ′ ≦o、01の
一Φ−− 範囲で含まれることを特徴としており、このS。
e Te とし、S、Se又はTeが ″ ′ ≦o、01の
一Φ−− 範囲で含まれることを特徴としており、このS。
Se又はTeの含有により臨界′電流密度の増大がはか
られる。また本発明においては、応用の上で意義の大き
な薄膜の形成法も提供しており、本発明の実用の範囲は
広く、工業的価値は高い。
られる。また本発明においては、応用の上で意義の大き
な薄膜の形成法も提供しており、本発明の実用の範囲は
広く、工業的価値は高い。
第1図は本発明の薄膜超電導体の基本的構成断面図、第
2図は本発明の薄膜超電導体の製造方法に用いる製造装
置の基本構成断面図、第3図は本施例のSを含んだYB
a2Cu3O7−δ薄膜の4.2Kにおける反磁化特性
図、Sを含まないY Ba2Cu3O7−6薄膜の反磁
化特性図である。 1・・・・基体、2・・・・・基体表面、3・ 薄膜超
電導体、13・・・・・ターゲット。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
1 図 !2 図
口=3 C;ro
uh=tノ 10
■ Ih5Jator第5J atornu/(c)
2図は本発明の薄膜超電導体の製造方法に用いる製造装
置の基本構成断面図、第3図は本施例のSを含んだYB
a2Cu3O7−δ薄膜の4.2Kにおける反磁化特性
図、Sを含まないY Ba2Cu3O7−6薄膜の反磁
化特性図である。 1・・・・基体、2・・・・・基体表面、3・ 薄膜超
電導体、13・・・・・ターゲット。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
1 図 !2 図
口=3 C;ro
uh=tノ 10
■ Ih5Jator第5J atornu/(c)
Claims (10)
- (1)酸化物超電導体において、S、Se又はTeがO
に対して S、Se、Te/O≦0.01 の範囲で含まれていることを特徴とする酸化物高温超電
導体。 - (2)主成分がAB_2Cu_3O_7_−_δ であ
り、S、Se又はTeがOに対し S.Se、Te/O≦0.01 の範囲で含まれていることを特徴とする酸化物高温超電
導体。 ここに、δはO≦δ≦7、AはSc、Y、ランタン系列
元素(原子番号57〜71)のうちのすくなくとも1種
、BはIIa族元素のうちのすくなくとも1種、あるいは
2種以上の元素を示す。 - (3)主成分がBi−Sr−Ca−Cuの酸化物であり
、S、Se又はTeがOに対し S、Se、Te/O≦0.01 の範囲で含まれていることを特徴とする酸化物高温超電
導体。 - (4)Li又はLi化合物を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第1〜第3項のいずれかに記載の酸化物高温
超電導体。 - (5)基体上に主成分がA′、B、Cu、Oからなり、
S、Se又はTeが S、Se、Te/O≦0.01 の範囲で含まれている複合化合物被膜を付着させること
を特徴とする薄膜超電導体。 ここに、A′はSc、Y、ランタン系列元素(原子番号
57〜71)、TlおよびBiのうちすくなくとも1種
、BはIIa族元素のうちのすくなくとも1あるいは2種
以上の元素を示す。 - (6)Li又はLi化合物を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第6項記載の薄膜超電導体。 - (7)基体がPtで構成されているか又はPt膜でおお
われていることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
の薄膜超電導体。 - (8)A′O_X、BO_Y、CuO_Z又はこれらの
化合物を主成分とする第1の物質と、A′S_W、A′
Se_W、A′Te_Wのうちの1種以上からなる第2
の物質の混合物又は化合物を主成分とすることを特徴と
するスパッタリング用ターゲット。 ここに、W、X、Y、Z≧O また、A′はSc、Y、ランタン系列元素(原子番号5
7〜71)、TlおよびBiのうちのすくなくとも1種
、BはIIa族元素のうちのすくなくとも1種、あるいは
2種以上の元素を示す。 - (9)第1の物質がA′O_X、BO_Y、CuO_Z
及びA′F_X′、BF_Y′、CuF_Z′の混合物
又は化合物を主成分とすることを特徴とする特許請求の
範囲第7項記載のスパッタリング用ターゲット。 ここに、X′、Y′、Z′≧O - (10)第1の物質、第2の物質及びLi又はLi化合
物を含むことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
スパッタリング用ターゲット。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63063998A JPH01239004A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲット |
DE89302682T DE68909644T2 (de) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | Oxid-Supraleiter. |
EP89302682A EP0333513B1 (en) | 1988-03-17 | 1989-03-17 | Oxide superconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63063998A JPH01239004A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01239004A true JPH01239004A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13245444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63063998A Pending JPH01239004A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 酸化物高温超電導体及び薄膜超電導体及びスパッタリング用ターゲット |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0333513B1 (ja) |
JP (1) | JPH01239004A (ja) |
DE (1) | DE68909644T2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113773082A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-12-10 | 中山大学 | 一种新型Pt掺杂尖晶石结构超导材料及其制备方法 |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPS63242920A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-07 | Komatsu Ltd | 超電導体 |
JPS63303810A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | セラミックス超電導体 |
JPS63303811A (ja) * | 1987-06-04 | 1988-12-12 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 超伝導性セラミックス |
JPS6465021A (en) * | 1987-09-03 | 1989-03-10 | Toshiba Corp | Superconductor |
JPH01188420A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Hitachi Ltd | 酸化物超伝導薄膜の製法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1339978C (en) * | 1987-03-24 | 1998-08-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic oxide superconductive composite material |
EP0299870B1 (en) * | 1987-07-13 | 1994-04-13 | Sumitomo Electric Industries Limited | Method for preparing a superconducting thin film |
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1988
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1989
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- 1989-03-17 DE DE89302682T patent/DE68909644T2/de not_active Expired - Fee Related
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