JP2589087B2 - 超電導薄膜の製造方法 - Google Patents
超電導薄膜の製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶融浸漬法によって基板にセラミックス系超
電導体を付着させてつくる超電導薄膜の製造方法に関す
る。
電導体を付着させてつくる超電導薄膜の製造方法に関す
る。
［従来の技術］ 超電導体の利用法の一つとしてデバイスに用いる素子
（たとえばジョセフソン素子）その他プリント基板の配
線などが考えられ実用化に向けて開発が急である。
（たとえばジョセフソン素子）その他プリント基板の配
線などが考えられ実用化に向けて開発が急である。
その場合、超電導体を薄膜を形成する必要がありその
製法として従来スパッタリング法が提案されている。
製法として従来スパッタリング法が提案されている。
その方法とは密閉容器中で、電極に電流を印加してグ
ロー放電させ陰極に入射する気体イオンによって陰極物
質（ターゲット材）を飛散させ陽極に設置されている物
質に衝突、付着させて薄膜を製造する方法である。
ロー放電させ陰極に入射する気体イオンによって陰極物
質（ターゲット材）を飛散させ陽極に設置されている物
質に衝突、付着させて薄膜を製造する方法である。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記スパッタリング法は超電導薄膜を基板上に付着さ
せるためターゲット材（板材）が必要であるが、そのタ
ーゲット材の組成によって飛び出しやすい元素とそうで
ない元素をどのように混ぜて組成とするか試行錯誤しな
がらターゲット材を作製しなければならないうえに、付
着させるときの温度によっては薄膜が多結晶化せずアモ
ルファスとなり超電導特性を呈さない場合があったりし
て薄膜の収率を低いものにしていた。
せるためターゲット材（板材）が必要であるが、そのタ
ーゲット材の組成によって飛び出しやすい元素とそうで
ない元素をどのように混ぜて組成とするか試行錯誤しな
がらターゲット材を作製しなければならないうえに、付
着させるときの温度によっては薄膜が多結晶化せずアモ
ルファスとなり超電導特性を呈さない場合があったりし
て薄膜の収率を低いものにしていた。
そのうえ、スパッタリング法は、薄膜を作製するさい
にその都度雰囲気を真空に近い状態でスパッタリングす
るためバッチ式で製造するしかなく量産性にも欠けてい
た。
にその都度雰囲気を真空に近い状態でスパッタリングす
るためバッチ式で製造するしかなく量産性にも欠けてい
た。
［問題を解決するための手段］ そこで本発明者らは工程が比較的単純で収率および量
産性の高い超電導薄膜の製造方法について研究した結
果、原料溶融液に基板を浸漬する方法が前記目的を達成
できることを知見し、以下に述べる発明を完成した。
産性の高い超電導薄膜の製造方法について研究した結
果、原料溶融液に基板を浸漬する方法が前記目的を達成
できることを知見し、以下に述べる発明を完成した。
すなわち、本発明は周期律表のII−Ａ族およびIII−
Ａ族の元素を含むそれぞれの化合物ならびに、銅を含む
化合物の配合物を溶融し、その溶融液の中に基板を浸漬
したのち、引上げ、急冷し、アニール処理してつくる超
電導薄膜の製造方法を要旨とするものである。
Ａ族の元素を含むそれぞれの化合物ならびに、銅を含む
化合物の配合物を溶融し、その溶融液の中に基板を浸漬
したのち、引上げ、急冷し、アニール処理してつくる超
電導薄膜の製造方法を要旨とするものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される周期律表II−Ａ族の元素にはCa、
Sr、Ba等が、III−Ａ族の元素にはSc、ＹおよびLaなど
の希土類等の金属元素が挙げられる。
Sr、Ba等が、III−Ａ族の元素にはSc、ＹおよびLaなど
の希土類等の金属元素が挙げられる。
上記各元素および銅を含むそれぞれの化合物には酸化
物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などが示される
が、好ましいのは酸化物および炭酸塩である。
物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩などが示される
が、好ましいのは酸化物および炭酸塩である。
各化合物は最終的に得られる超電導薄膜を構成する金
属元素が所定の比率になるように配合し、混合される。
属元素が所定の比率になるように配合し、混合される。
得られた混合物は電気炉等慣用の溶融炉で溶融され
る。
る。
溶融温度は混合物が溶融可能な温度以上であればよ
い。たとえばBa−Ｙ−Cu−Ｏ系超電導薄膜をつくるため
に、BaCO3、Y2O3およびCuOの原料混合物を用いた場合に
は溶融温度はおよそ1250℃以上にすれば溶融液が得られ
る。
い。たとえばBa−Ｙ−Cu−Ｏ系超電導薄膜をつくるため
に、BaCO3、Y2O3およびCuOの原料混合物を用いた場合に
は溶融温度はおよそ1250℃以上にすれば溶融液が得られ
る。
しかし、溶融温度はできるだけ高くすることが望まし
い。その理由は溶融温度を高くすることによって溶融液
の粘性を下げ、対流によって混合が十分になると同時に
脱泡されて製膜がスムーズにでき、また製膜面に凹凸が
できないからである。前記配合例でいえば溶融温度を14
00℃以上にするのが好ましい。
い。その理由は溶融温度を高くすることによって溶融液
の粘性を下げ、対流によって混合が十分になると同時に
脱泡されて製膜がスムーズにでき、また製膜面に凹凸が
できないからである。前記配合例でいえば溶融温度を14
00℃以上にするのが好ましい。
以上のようにして得られた溶融液に基板を浸漬し、溶
融液を付着させる。この場合基板の種類により異なる
が、あまり長時間浸漬したままにしない方がよい。この
基板の材質は酸化物系のものと金属系のものとがある
が、前者にはAl2O3、ZrO2、MgOなど、後者にはZr、Ni−
Cr合金などが示されるが、本発明では特にこれらに限定
するものではない。
融液を付着させる。この場合基板の種類により異なる
が、あまり長時間浸漬したままにしない方がよい。この
基板の材質は酸化物系のものと金属系のものとがある
が、前者にはAl2O3、ZrO2、MgOなど、後者にはZr、Ni−
Cr合金などが示されるが、本発明では特にこれらに限定
するものではない。
次に、溶融液を付着させた基板を引上げる。引上げ速
度は適当に行なえばよいが、製膜厚さを一定にする必要
がある場合には一定の速度で引上げねばならない。
度は適当に行なえばよいが、製膜厚さを一定にする必要
がある場合には一定の速度で引上げねばならない。
膜厚は任意であるが、その厚さは以上のように溶融液
の粘性（あるいは溶融温度）と引上げ速度によって決め
られる。
の粘性（あるいは溶融温度）と引上げ速度によって決め
られる。
たとえば、前記Ba−Ｙ−Cu−Ｏ系の混合原料の場合、
溶融温度1400℃、引上げ速度10cm/secのとき厚さは100
μｍになり、1500℃、15cm/secのとき50μｍ程度にな
る。なお、膜厚は浸漬・急冷を繰り返すことによっても
制御が可能である。
溶融温度1400℃、引上げ速度10cm/secのとき厚さは100
μｍになり、1500℃、15cm/secのとき50μｍ程度にな
る。なお、膜厚は浸漬・急冷を繰り返すことによっても
制御が可能である。
引上げられた基板は大気中に放置して急冷し、次いで
800〜950℃、大気中でアニール処理したのち徐冷すれば
セラミックス系超電導薄膜を付着させた基板が製造でき
る。
800〜950℃、大気中でアニール処理したのち徐冷すれば
セラミックス系超電導薄膜を付着させた基板が製造でき
る。
以上の製膜法が適用できるセラミックス系超電導薄膜
の材質としては前記Ba−Ｙ−Cu−Ｏ系のほかに、Sr−La
−Cu−Ｏ系、Ca−La−Cu−Ｏ系、Ba−Yb−Cu−Ｏ系等が
例示される。
の材質としては前記Ba−Ｙ−Cu−Ｏ系のほかに、Sr−La
−Cu−Ｏ系、Ca−La−Cu−Ｏ系、Ba−Yb−Cu−Ｏ系等が
例示される。
以下、本発明を実施例によって説明する。
［実施例］ 下記の要領によってBa−Ｙ−Cu−Ｏ系に属するBa2YCu
3O7-δ組成の超電導薄膜を製造した。
3O7-δ組成の超電導薄膜を製造した。
BaCO3（純度99.9％）、Y2O3（純度99.99％）およびCu
O（純度99.9％）の化合物をそれぞれ２モル、1/2モルお
よび３モル配合し、乳鉢で十分混合して全量で100gの混
合物を得た。この混合物をPtルツボに入れ電気炉に挿入
し、1400℃２時間加熱して完全に溶融させた。
O（純度99.9％）の化合物をそれぞれ２モル、1/2モルお
よび３モル配合し、乳鉢で十分混合して全量で100gの混
合物を得た。この混合物をPtルツボに入れ電気炉に挿入
し、1400℃２時間加熱して完全に溶融させた。
この溶融液中にアルミナ基板を浸漬した後、一定速度
10cm/secで引上げ基板表面に溶融液を均一に付着させ、
引続き室温にまで大気中で急冷した。
10cm/secで引上げ基板表面に溶融液を均一に付着させ、
引続き室温にまで大気中で急冷した。
次いでそれを電気炉で900℃、24時間、空気中でアニ
ール処理し急冷した。
ール処理し急冷した。
かくして得られた超電導薄膜の電気抵抗の温度特性を
測定した結果、超電導薄膜の臨界温度は63Kであった。
超電導薄膜の膜厚は100μｍであった。
測定した結果、超電導薄膜の臨界温度は63Kであった。
超電導薄膜の膜厚は100μｍであった。
［発明の効果］ 本発明は溶融浸漬法でセラミックス系超電導薄膜を製
造する方法であり、従来のように製造過程で組成変動す
ることも、またアモルファスを生成することもない簡易
な製法である。
造する方法であり、従来のように製造過程で組成変動す
ることも、またアモルファスを生成することもない簡易
な製法である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 辻 徹二 (56)参考文献 特開 昭63−310759（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】周期律表のII−Ａ族およびIII−Ａ族の元
素を含むそれぞれの化合物ならびに銅を含む化合物の溶
融液の中に、基板を浸漬したのち、引上げ、急冷し、急
冷して生成した前記化合物から成る混合物を超電導体と
すべく、さらにアニール処理することを特徴とする超電
導薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62166499A JP2589087B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 超電導薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62166499A JP2589087B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 超電導薄膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6410530A JPS6410530A (en) | 1989-01-13 |
| JP2589087B2 true JP2589087B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=15832497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62166499A Expired - Lifetime JP2589087B2 (ja) | 1987-07-03 | 1987-07-03 | 超電導薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2589087B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01131099A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 酸化物超伝導体の単結晶作製方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144922A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-29 | Toray Ind Inc | 熱可塑性重合体シ−トの製造方法 |
-
1987
- 1987-07-03 JP JP62166499A patent/JP2589087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6410530A (en) | 1989-01-13 |
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