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JPH0255299A - 超伝導薄膜の製造方法 - Google Patents

超伝導薄膜の製造方法

Info

Publication number
JPH0255299A
JPH0255299A JP63207640A JP20764088A JPH0255299A JP H0255299 A JPH0255299 A JP H0255299A JP 63207640 A JP63207640 A JP 63207640A JP 20764088 A JP20764088 A JP 20764088A JP H0255299 A JPH0255299 A JP H0255299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
substrate
substrate surface
superconducting thin
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63207640A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Ueda
一朗 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63207640A priority Critical patent/JPH0255299A/ja
Publication of JPH0255299A publication Critical patent/JPH0255299A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超伝導薄膜の製造方法に関する。
超伝導体は、その電気抵抗が零になる性質を利用して1
強力磁場発生装置や半導体素子の配線に。
また、ジョセフソン効果を利用した高速スイッチ素子や
微小磁場、電場センサとして使用される。
従来の技術 超伝導体は、薄膜としての利用価値が大きい。
薄膜の基板には、セラミクス、単結晶、アモルファス物
質、全屈等が用いられるが、酸化物の薄膜を作成した場
合、基板の種類と作成条件によって。
結晶の方位が変わりやすい。B・]、  Sr、  C
a、  Cuからなる酸化物超伝導体は、斜方晶のペロ
ブスカイトl1111造で、(RE)Ba2CuaOx
系超伝導体(REは希土類元素)と類似の結晶構造をも
ち、(100)と(010)方向に電流が流れ易いこと
が推定される[ヨウイチ ェノモト(Youlchi 
Enomoto)他: ジャパニーズ・ジャーナル・ア
プライド・フィジックス(Jap、 J、 Appl、
 Phys、) 26巻、ページLI248〜L125
0. 1987年8月19日受付]。応用の観点からは
基板面に平行な電気抵抗が小さいほうが望ましい。
すなわち基板面に垂直に(OO1)軸を並べることが望
ましい。
発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、基板面に平行に、(100)あるいは
(010)軸を配向させる。即ち、基板面に垂直に(0
01)方向が配向するようにすることである。
課題を解決するための手段 基板として、(100)面でへき開させたMgO単結晶
を用イ、スハッタ法でB l2(Sr+−1lIcag
)eCucO+ll+x酸化物[但し、A=0.3〜0
.7.  B=3〜5゜C;2〜4コ超伝導体を成膜さ
せた後、空気中での熱処理によって、基板面に垂直に(
001)方向を向かせる。
作用 熱処理前には1作成した薄膜の(001)軸が特定の方
向に配向せず結晶方位として等方向であるが、800〜
1000°Cの温度で空気中で熱処理すると、結晶粒子
が再配列し+  MgOを基板にした場合、基板面に垂
直に薄膜の(001)軸が配向する。
実施例 薄膜は、RFマグネトロンスパッタ法により作成した。
ターゲットの組成は+B 12(Sr+−acao)a
Cuco lQ+X[但し、  A=0.2〜Q、8.
  B:2〜G、  C=1〜5コである。ます、原料
のBI2031  SrCO3,CaCoat  Cu
Oを所定量、配合、混合し、800°Cで12時間、空
気中で焼成した。焼成後、粉砕。
混合して、ターゲットとした。ターゲット粉末は。
銅皿に入れ+  200kg/cm2の圧力でプレスし
た。
スパッタガスは、90%のArと10%の02の混合ガ
スである。基板とターゲットの距離は8cmである。
基板には、(100)面でへき開したMg0(マグネシ
ア)単結晶を用いた。650°Cの基板温度。
80mTのガス圧力+  2W/cm2の入力パワーで
薄膜を作成した。成膜は6時間行なった。
類似の結晶構造の(RE)BaaCu30×(REは希
土類元素)単結晶の場合、斜方晶系の(010)。
(100)方向の電気抵抗が、(001)方向に比べて
、かなり低いことが報告されている(上記の文献)。従
って、臨界電流密度も(010)、(100)方向で大
きいことが容易に推定できる。
成膜は5mmX 15mmの形状で行ない、X線回折パ
ターンを観測して後、RFマグネトロンスパッタ法でp
t電極を付けた。電気抵抗は、 4端子法で測定した。
作成した薄膜を650〜1100’Cの範囲で空気中で
4時間熱処理し、X線回折パターンを観測して、熱処理
前の回折パターンと比較した。熱処理後の全ての試料に
ついては、電気抵抗と帯磁率の温度変化の測定から、超
伝導現象を示すかどうかをしらべた。その結果2組成式
B1□(Sr+−1,lCa= )e Cuc OIQ
−Xにおいて、  A=0.3〜0.7.  B=3〜
5、 C=2〜4の組成の試料は適当な温度で熱処理を
行なうと、超伝導現象を示し、臨界温度は92〜110
°Cの範囲であった。
(001)、(002)、(003)・・・・方向が、
基板面に垂直に配向している度合を表わすために配向率
をI(○Of)/[I(001)+I(010)]と定
義した。完全に(OO1)方向に配向しているならば、
即ち、基板面に垂直に(001)軸が完全に揃っている
ならば、配向率は1になる。配向率は1に近いほどよい
と考えられる。
組成が812 (S rl]、6 Caa、5)4 C
u30194Mの薄膜について、熱処理温度を変えたと
きの配向率の変化を第1表に示す。
第1表 B 12(Sre、5Cae、5)acu30
+fl+x薄膜の熱処理温度と配向率の関係 750°C以下の熱処理温度では、配向率は未処理の場
合とあまり変わらないが、800〜1000°Cで熱処
理を行なうと、目立って配向率が大きくなっている。し
かし、1050°C以上では、斜方晶のX線回折パター
ンが認められず、変質したものと考えられる。
配向率の高い試料の室温の比抵抗は、かなり低かった。
例えば、配向率0.60以上の場合、熱処理をしない薄
膜と比べて、約10分の1以下の比抵抗を示した。
次に、熱処理条件を一定にして、即ち、900°Cで熱
処理した薄膜の組成と超伝導特性、配向率の関係をしら
べた9Mi成がB 12(S r+−o Caa)s 
CucOI94゜ノ薄膜[但し、  A=0.2〜0.
8.  B=2〜G、  C=1〜5]においてA、 
 B、  Cを変えたときの超伝導臨界温度Tcと配向
率の関係を第2表に示す。X印は少なくとも、液体窒素
温度以上では超伝導を示さなかった試料である。
(以下余白) 第2表 組成式B12(Sr+−++Cao)8cuc
o+il+xの薄膜の超伝導臨界温度7c、  配向率
の組成依存性[1コ 第2表 組成式B l2(Sr+−acag)acuc
o、9゜の薄膜の超伝導臨界温度Tc、配向率の組成依
存性[2] 第2表 組成式B I+(Sr+−ocaa)ecuc
o+2−xの薄膜の超伝導臨界温度TC9配同率の組成
依存性[3] 第2表の結果から1組成式B12(Sr+−acao)
eCucO+a+xにおいて、  A=0.3〜0.7
.  B=3〜5.  C:2〜4の範囲の組成の試料
が92に以上の臨界温度と高い配向率をもつことがわか
る。この場合も。
配向率が0.5以上の試料の室温の比抵抗は、配向率の
低い試料の比抵抗に比べて10分の1以下になった。
発明の効果 本発明によれば、スパッタによる成膜後の空気中での熱
処理によって、MgO単結晶上に基板面に平行に比抵抗
の低い9面に垂直に(001)配向した超伝導薄膜を形
成できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (100)面にへき開させたマグネシア(MgO)単結
    晶基板上に、Bi_2(Sr_1_−_ACa_A)_
    BCU_CO_1_0_+_x酸化物[但し、A=0.
    3〜0.7、B=3〜5、C=2〜4]の薄膜を成膜後
    、800〜1000℃で熱処理し、基板面に平行に電気
    抵抗の低い結晶方位を配向させることを特徴とする超伝
    導薄膜の製造方法。
JP63207640A 1988-08-22 1988-08-22 超伝導薄膜の製造方法 Pending JPH0255299A (ja)

Priority Applications (1)

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JP63207640A JPH0255299A (ja) 1988-08-22 1988-08-22 超伝導薄膜の製造方法

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JP63207640A JPH0255299A (ja) 1988-08-22 1988-08-22 超伝導薄膜の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0255299A true JPH0255299A (ja) 1990-02-23

Family

ID=16543132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63207640A Pending JPH0255299A (ja) 1988-08-22 1988-08-22 超伝導薄膜の製造方法

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JP (1) JPH0255299A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5706711A (en) * 1994-10-04 1998-01-13 Murata Kikai Kabushiki Kaisha Punch drive control apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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