JPH02298257A - 酸化物超電導薄膜およびその製造方法 - Google Patents

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、１００に以上の高臨界温度が期待されるビス
マスを含む酸化物超電導体薄膜及びそのの製造方法に関
するものである。

従来の技術 高温超電導体として、Ａ１５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（Ｎｂ３Ｇｅ）
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２３にであった。一方、ペロブスカイト系化
合物は、さらに高い転移温度が期待され、Ｂａ−Ｌａ−
Ｃｕ−０系の高温超電導体が提案された　［（シ゛エイ
・シ゛−・へ°ト°ノルフ　アント°　ケー・Ｉ−・ミ
コラー、ファイトンヱリフト・フユア・フィシ゛−り　
ヘ゛−）　−コンテ゛ンスト　マク−（Ｊ、Ｇ。

Ｂｅｄｎｏｒｚ　　ａｎｄ　　Ｋ、Ａ、Ｍｕｌｌｅｒ、
Ｚｅｔｓｈｒｌｆｔ　　Ｆｕｒ　　ＰｈｙｓｌｋＢ）−
Ｃｏｎｄｅｎｓｅｄ　　Ｍａｔｔｅｒ　　ｖｏｌ、６４
，１８９−１９３（１９８Ｇ）コ。

さらに、ＤＩ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の材料が１００
に以上の転移温度を示すことも発見された［エイチ・マ
エタ゛、ワイ・タナ力、エム・フクトミ　アント°　テ
ィー・７９八（ジヤバ二−ス°　・ジャーナル・オブ・
１〕゛ライト°　・フィジフクス）（Ｈ，Ｎａｅｄａ、
　　Ｙ、Ｔａｎａｋａ、　　Ｍ、Ｆｕｋｕｔｏｍｌ　　
ａｎｄ　　Ｔ、Ａｓａｎｏ＋　　（Ｊａｐａｎｅｓｅ　
　Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆＡｐｐＨｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ）Ｖｏｌ、２７．Ｌ２０９−２１０（１９８８））］
。この種の材料の超電導機構の詳細は明らかではないが
、転移温度が室温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２元系化合物より、より有望な特性
が期待される。

さらに超電導体と絶縁物とを交互に積層することにより
、より高い超電導転移温度が従来から期待されていた　
［エム・エイチ・コーＩン　アント°　テ゛イー・エイ
チ・り゛り。

ラス、　ジュニア（フィシ゛カトレヒ゛ニー・レタース
°）（Ｍ、Ｈ，Ｃｏｈｅｎ　　ａｎｄＤ、Ｈ，Ｄｏｕｇ
ｌａｓｓ、　　Ｊｒ、、　　（Ｐｈｙｓｌｃａｌ　　Ｒ
ｅｖｉｅｗ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ）Ｙｏｌ　、＋９．１１
８−１２１（１９Ｂ？））コ。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の材料は
、現在の技術では主として焼結という過程でしか形成で
きないため、セラミックの粉末あるいはブロックの形状
でしか得られない。一方、この種の材料を実用化する場
合、薄膜状に加工することが強く要望されているが、従
来の技術では、良好な超電導特性を有する薄膜作製は難
しいものであった。すなわち、旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０系には超電導転移温度の異なるいくつかの相が存在す
ることが知られているが、特に転移温度が１００に以上
の相を薄膜の形態で達成するのは、非常に困難とされて
いた。

また、従来このＢｌ系において良好な超電導特性を示す
薄膜を形成するためには少なくとも７００℃以上の熱処
理あるいは形成時の加熱が必要であり、そのため高い超
電導転移温度が期待される絶縁膜との周期的な積層構造
を得ることは極めて困難と考えられ、またこの構造を利
用した集積化デバイスを構成することもたいへん困難で
あるとされていた。

本発明は、このような従来技術の課題を解決することを
目的とする。

課題を解決するための手段 第１の本発明の酸化物超電導薄膜は、主体成分が少なく
ともビスマス（ｓｔＬ　銅（Ｃｕ）、　　およびアルカ
リ土類（ＩＩａ族）を含む層状酸化物超電導薄膜と、主
体成分が少なくともビスマス（８１）とチタン（ＴＩ）
を含む層状酸化物薄膜が交互に積層された構造を持つこ
とを特徴とする酸化物超電導薄膜である。

さらに第２の本発明の酸化物超電導薄膜の製造方法は、
基体上に、少なくともＢ１を含む酸化物と少なくとも銅
およびアルカリ土類（ＩＩａ族）を含む酸化物とを周期
的に積層させて形成する酸化物薄膜と、少なくともＢｌ
を含む酸化物と少なくともＴＩを含む酸化物を周期的に
積層させて形成する酸化物薄膜とを、さらに交互に積層
させて得ることを特徴とする酸化物超電導薄膜の製造方
法である。

ここでアルカリ土類は、ＩＩａ族元素のうちの少なくと
も一種あるいは二種以上の元素を示す０作用 第１の本発明においては、安定な旧。０□酸化膜層また
はこれを主体とした層によりともに覆われた結晶構造と
なっているところの、別系超電導薄膜と、旧とＴ１とを
含む酸化物層状構造の絶縁体薄膜とが、交互に積層され
た構造をとることによって、超電導膜と絶縁膜との間で
の相互拡散の少ない積層が可能となり、その結果Ｂｌ系
超電導薄膜における超電導転移温度の上昇が実現された
ものである。

さらに第２の本発明においては上記構造を達成するため
、少なくとも旧を含む酸化物と、少なくとも銅およびア
ルカリ土類（ＩＩａ族）を含む酸化物あるいは少なくと
もＴ１を含む酸化物とを、周期的に積層させて分子レベ
ルの制御による薄膜の作製を行うことによって、再現性
良＜Ｂｌ系超電導薄膜と絶縁膜との積層を得るものであ
る。

実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

まず、本発明者らは旧糸超電導薄膜と絶縁膜との周期的
な積層構造を実現するため、旧糸超電導薄膜と種々の絶
縁膜との相互作用について検討した。

通常、ＢＩ系超超電導薄膜６００〜７００℃に加熱した
基体上に蒸着して得る。蒸着後、そのままでも薄膜は超
電導特性を示すが、その後８５０〜９５０℃の熱処理を
施し、超電導特性を向上させる。

しかしながら、基体温度が高い時に絶縁膜を旧糸超電導
薄膜に続いて積層したり、絶縁膜を形成後熱処理を行っ
た場合、超電導膜と絶縁膜との間で、元素の相互拡散が
起こり超電導特性が大きく劣化することが判明した。相
互拡散を起こさないためには、超電導膜、絶縁膜の結晶
性が優れていること、超電導膜・絶縁膜間での格子の整
合性が優れていること、絶縁膜が８５０〜９５０℃の熱
処理に対して安定であることが不可欠と考えられる。

種々の検討を行った結果、本発明者らは、少なくともＴ
Ｉを含むＢｌ酸化物層状構造の薄膜が絶縁膜として適し
ていることを見いだした。この理由として、　ＴＩを含
む８１層状酸化物は、ＢＩ２０゜酸化物層がＴ１および
酸素等の元素からなる構造体を挟み込んだ層状ペロブス
カイトを示すことが知られており）このａｔａｏａ層は
同種の結晶構造の物質の界面に対して高温の熱処理にお
いても非常に安定であり、またＢｌ系超電導体と旧−Ｔ
ＩＩ酸化物との格子の整合性がきわめて優れていること
が考えられる。

さらに本発明者らは、旧糸超電導薄膜とＢ１−Ｔｌ系酸
化物薄膜を周期的に積層した時、Ｂｌ系超電導薄膜本来
の超電導転移温度が上昇することを見いだした。

本発明者らによる第１の発明の内容を更に深く理解され
るために、第１図を用い具体的な実施例を示す。

（実施例１） 第１図は、本実施例で用いた二元マグネトロンスパッタ
装置内部の概略を示す斜視図であり、１１は旧−５ｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−０ターゲツト、　１２はＥｌ−ＴｉＯター
ゲット、１３はシャッター、１４はアパーチャー、１５
は基体、１６は基体加熱用ヒーターを示す。焼結体をプ
レス成形加工して作製した２個のターゲラ）１１．１２
を用い、第１図に示すように配置させた。すなわち、Ｍ
ｇ０（１００）基体１５に焦点を結ぶように各ターゲッ
トが約３０°傾いて設置されている。ターゲットの前方
には回転するシャッター１３があり、その中に設けられ
たアパーチャー１４の回転をパルスモータ−で制御する
ことにより、旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０→旧−Ｔｌ−０
４旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０＋ＢＩ−ＴＩ−０＋Ｂ１−
５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０のサイクルでスノｆツタ蒸着が行
なうことができる。旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０１ｉ、Ｂ
１−Ｔｌ−０膜の積層の様子を概念的に第２図に示す。

第２図において、２１は旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜、
２２は旧−Ｔ１−０膜を示す。ターゲット１１．１２へ
の入力電力、旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０および旧−ＴＩ
−０のスパッタ時間を制御することにより、基体１５上
に蒸着するＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１．１１１
１−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２２の膜厚を変えることが
できる。

基体１６をヒーター１６で約ＴＯＯ℃に加熱し、アルゴ
ン・酸素（１：１）混合雰囲気０．５Ｐａのガス中で各
ターゲットのスパッタリングを行なぅた。薄膜作製後は
酸素雰囲気中において１８５０℃の熱処理を５時間流し
た。本実施例では、各ターゲットのスパッタ電力を、Ｂ
１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０：　１５０ｆ、　Ｂ１−Ｔ１
−０：　　１００　ｆとし、ターゲット１１．１２のス
パッタ時間を制御した。旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２
１の元素の組成比率が１１１１：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ：２
：２：２：３．８ｌ−ＴＩＯ膜２２の元素の組成比率が
旧：ＴＩ：４：３になるよう、ターゲラ）１１，１２の
元素の組成比率を調整した。

８ｌ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１をＢ１−Ｔｌ−０膜
２２と積層せずに基体１５上に形成した場合、すなわち
Ｂ１−５′ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１そのものの特性は
、ｌ１５にで超電導転移を起こし、９７にで抵抗がゼロ
になるものであった。さらに本発明者らによると、結晶
性を維持したまま、薄くできる膜厚の限界はＢ１−Ｔｉ
−０膜２２については約２００Ａであった。絶縁膜はで
きるだけ薄い方が好ましいので、膜厚２０Ｇの旧−ＴＩ
−０膜２２に対して、旧−８ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１
の膜厚を変え第２図に示すような（８ｌ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−０膜→ＢＩ−ＴＩ−０膜）の積層構造を２０周期
作製した。そのときの超電導薄膜の抵抗の温度特性を第
３図に示す。第３図において、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−ＯＮ　２１の膜厚が１００Ａ１３００Ａ。

５００Ａのときのを特性をそれぞれ、特性３１．３２．
３３に示す。特性３１においてはゼロ抵抗温度が約３０
　ＫとＢ１−５ｒ−Ｄａ−Ｃｕ−０膜”２１の特性が劣
化することがわかった。この理由としてＮ　　Ｂ１−５
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１とＢ［−ＴＩＯ膜２２との間
で元素の相互拡散による膜２Ｌ２２の結晶性の破壊が考
えられる。さらに特性３３においては、Ｂ１−Ｔｌ−０
膜２２との周期的な積層なしに基体１５上につけたとき
の旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜２１本来の超電導特性と
ほとんど同じであり、絶縁膜旧−Ｔ１−０膜２２との積
層効果は確認されなかった。しかしながら、本発明者ら
は特性３２において、超電導転移温度、ゼロ抵抗温度が
ともに約５に上昇することを見いだした。この効果の詳
細な理由については未だ不明であるが、Ｂ１−５ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０膜２１と旧−Ｔ１−０膜２２との積層界面
での元素の相互拡散の影響が少なく、かつ薄いＢ１−Ｔ
ｌ−０膜２２を介して複数の旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
膜２１を積層することによりＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０膜２１において超電導機構になんらかの変化が引き起
こされたことが考えられる。

なお、超電導転移温度が上昇する効果は、旧−５ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０膜２１の膜厚が２００〜４００Ａの範囲で
有効であることを、本発明者らは確認した。

なお、本発明者らはターゲット１１、もしくは工２に鉛
（Ｐｂ）を添加してスパッタしたとき、基体１５の温度
が上記実施例よりも約１００℃低くても、上記実施例と
同等な結果が得られることを見いだした。

なお、本発明者らは旧−ＴｉＯ膜２２の代わりに、８ｌ
−ＴＩ−Ｎｂ−０，Ｂ１−Ｔｌ−Ｔａ−０，ＢＩＴＩ−
Ｃａ−０，Ｂｌ−Ｔｊ−Ｓｒ−０，８ｌ−Ｔ１−Ｂａ−
０，旧−Ｔｌ−Ｎａ−０，Ｂ１−Ｔｌ−に−０膜を用い
たときも第１の発明が有効であることを確認した。

さらに本発明者らは、Ｂ１の酸化物と、５ｒ１Ｃａ、Ｃ
ｕの酸化物を異なる蒸発源から真空中で別々に蒸発させ
、基体上に旧−〇−＋　５ｒ−Ｃｕ−０−＋　Ｃａ−Ｃ
ｕ−０−＋　５ｒ−Ｃｕ−〇→Ｂ１−０の順で周期的に
積層させた場合、さらにＢｌの酸化物と、ＴＩの酸化物
を異なる蒸発源から真空中で別々に蒸発させ、ＢＩＯ→
Ｔ１−０→旧−０の順で周期的に積層させた場合、　（
実施例１）に示した積層構造作製方法より極めて制御性
良く、安定した膜質の、しかも膜表面が極めて平坦な旧
−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０超電導薄膜およびＢ１−Ｔｌ０
絶縁膜が得られることを見いだした。

さらに本発明者らは、旧−０，５ｒ−Ｃｕ−０，Ｃａ−
Ｃｕ−０１ＴＩＯを別々の蒸発源から蒸発させ、旧−５
ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０超電導薄膜とＢ１−Ｔｌ−０絶縁膜
を周期的に積層した時、極めて制御性良＜　ｍ　（Ｂｌ
−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０）　・ｎ（Ｂｌ−ＴＩ−０）の
周期構造を持つ薄膜を形成できることを見いだした。こ
こでｍｌ　　ｎは正の整数を示す。

さらに、このｍ（Ｂｉ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０）　・ｎ
　（Ｂｌ−ＴＩ−０）薄膜は、　（実施例１）に示した
８ｌ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０を同時に蒸着して得る超電
導薄膜と、Ｂ１−７１−０を同時に蒸着して得る酸化物
絶縁膜とを周期的に積層して得た薄膜に比べて、はるか
に結晶性が優れ、超電導転移温度、臨界電流密度等の特
性に勝っていることも併せて見いだした。さらに本発明
者らは、上記の方法で作製した旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−
０超電導薄膜とＢ１−Ｔｌ−０絶縁膜はともに薄膜表面
が極めて平坦であることを見いだした。

これらのことは第４図に示す積層の概念を示す図を用い
て説明することができる。すなわち、それぞれ層状構造
を構成する異なる元素を別々に順次積層していくことに
より、基体表面に対し平行な面内だけで積層された蒸着
元素が動くだけで、基体表面に対し垂直方向への元素の
移動がないことによるものと考えられる。さらに、旧と
ＴＩを含む酸化物層状ペロブスカイト構造の結晶のａ軸
の長さは、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０のそれとほぼ等
しく、連続的にエピタキシャル成長が可能であることに
よるものと考えられる。

さらに意外にも、良好な超電導特性を得るに必要な基体
の温度、熱処理温度も、従来より低いことを見いだした
。

旧−０，５ｒ−Ｃｕ−０，Ｃａ−Ｃｕ−０，ＴｉＯを周
期的に積層させる方法としては、いくつか考えられる。

一般に、ＭＢＥ装置あるいは多元のＥＢ蒸着装置で蒸発
源の前を開閉シャッターで制御したり、気相成長法で作
製する際にガスの種類を切り替えたりすることにより、
周期的積層を達成することができる。

しかしこの種の非常に薄い層の積層には従来スパッタリ
ング蒸着は不向きとされていた。この理由は、成膜中の
ガス圧の高さに起因する不純物の混入およびエネルギー
の高い粒子によるダメージと考えられている。しかしな
がら、本発明者らは、この旧系酸化物超電導体に対して
スパッタリングにより異なる薄い層の積層を行なったと
ころ、意外にも良好な積層膜作製が可能なことを発見し
た。

スパッタ中の高い酸素ガス圧およびスパッタ放電が、旧
糸の１００Ｋ以上の臨界温度を持つ相の形成、および旧
−ＴＩＯ絶縁膜の形成に都合がよいためではなかろうか
と考えられる。

スパッタ蒸着で異なる物質を積層させる方法としては、
組成分布を設けた１ケのスパッタリングターゲットの放
電位置を周期的に制御するという方法があるが、組成の
異なる複数個のターゲットのスパッタリングという方法
を用いると比較的簡単に達成することができる。この場
合、複数個のターゲットの各々のスパッタ量を周期的に
制御したり、あるいはターゲットの前にシャッターを設
けて周期的に開閉したりして、周期的積層膜を作製する
ことができる。また基板を周期的運動させて各々ターゲ
ットの上を移動させる方法でも作製が可能である。レー
ザースパッタあるいはイオンビームスパッタを用いた場
合には、複数個のターゲットを周期運動させてビームの
照射するターゲットを周期的に変えれば、周期的積層膜
が実現される。このように複数個のターゲットを用いた
スパッタリングにより比較的簡単にＢｌ系酸化物の周期
的積層が作製可能となる。

以下本発明者らによる第２の発明の内容をさらに理解す
るために、具体的な実施例を示す。

（実施例２） 第５図に本実施例で用いた４元マグネトロンスパッタ装
置の概略図を示す。第５図において、５１はＢｌターゲ
ット、５２は５ｒＣｕ合金ターゲット、５３はＣａＣｕ
合金ターゲット、５４はＴ１ターゲット、５５はシャッ
ター、５６はスリット、５７は基体、５８は基体加熱用
ヒーターを示す。計４個のターゲット５１．５２．５３
．５４は第２図に示すように配置させた。即ち、Ｍｇ０
（１，００）基体５７に焦点を結ぶように各ターゲット
が約３０″傾いて設置されている。ターゲットの前方に
は回転するシャッター５５があり、パルスモータで駆動
することによりその中に設けられたスリット５６の回転
が制御され、各ターゲットのサイクル及びスパッタ時間
を設定することができる。基体５７をヒーター５８で約
６００　”Ｃに加熱し、アルゴン香酸素（５：　　１）
混合雰囲気３Ｐａのガス中で各ターゲットのスパッタリ
ングを行なった。各ターゲットのスパッタ電流を、Ｂｌ
：３０　ｍＡ、　５ｒＣｕ：８０　ｍＡ、　ＣａＣｕ：
３００　ｍＡ、　Ｔｌ：４０Ｇ　ｍＡにして実験を行っ
た。８１→５ｒＣｕ−＋　ＣａＣｕ４Ｂ　ｌのサイクル
でスパッタし、Ｂ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜の元素の
組成比率がＢＩ：Ｓｒ：Ｃａ：Ｃｕ＝２：２：２：３と
なるように各ターゲットのスパッタ時間を調整し、上記
サイクルを２０周期行った結果、１００に以上の臨界温
度を持つ相を作製することができた。このままの状態で
もこの旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０薄膜は１００Ｋ以上の
超電導転移を示したが、さらに酸素中で８５０″Ｇ、　
　１時間の熱処理を行なうと非常に再現性がよくなり、
超電導転移温度は１２０　Ｋ、抵抗がゼロになる温度は
１００　Ｋになった。超電導転移温度が１００　Ｋを越
す相は金属元素がＢ１−５ｒ−Ｃｕ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｃａ
−Ｃｕ−Ｓ＋”ＢＩの順序で並んだ酸化物の層から成り
立っているとも言われており、本発明の製造方法がこの
構造を作るのに非常に役だっているのではないかと考え
られる。また、同様に旧→Ｔ１→旧のサイクルでＢ１−
Ｔｉ０膜の元素の組成比がＢｌ：Ｔｌ：４：３となるよ
うに各ターゲットのスパッタ時間を調整し、上記サイク
ルを４サイクルまで少なくして、Ｂ１−Ｔｌ０膜の膜厚
を薄くしても、極めて結晶性に優れたＢｌ−Ｔｉ０膜が
得られた。

さらに本発明者らはｍＸ（Ｂｉ＋　５ｒＣｕ−＋　Ｃａ
Ｃｕ−＋　５ｒＣｕ→旧）→ｎＸ（Ｂｉ→Ｔ１→８１）
のサイクルで各ターゲットをスパッタし、ｍ　（Ｂｌ−
５ｒ７Ｃａ−Ｃｕ−０）　ｏ　ｎ（Ｂｌ−ＴＩ−０）薄
膜を基体５７上に作製した。ここでｍＴ　　ｎは正の整
数を示す。本発明者らはｎ＝４のとき、ｍを変化させて
周期的に積層して得た膜の超電導特性を調べた。第６図
にｍ＝″２．８．１６のときに得た膜の抵抗の温度変化
をそれぞれ特性６１．６２．８３に示す。第６図におい
て、ｍ＝６のとき、最も高い超電導転移温度およびゼロ
抵抗温度、すなわち特性６２が得られた。特性６２の超
電導転移温度、ゼロ抵抗温度はＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ
−Ｏ膜本来のそれらの値よりも約８に高いものであった
。この効果の詳細な理由については未だ不明であるが、
本実施例に示した方法でＢ　ｌ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０
膜と旧−Ｔ１−０膜とを周期的に積層することによって
、８ｌ−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜とＢ１−Ｔｌ−０膜が
互いに旧２０２届を介してエピタキシャル成長している
ことにより積層界面での元素の相互拡散の影響がなく、
かつ結晶性に優れた薄いＢ１−Ｔｌ−〇膜を介して同じ
く結晶性に優れたＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−ＯＦｌＸを
積層することにより旧−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０膜におい
て超電導機構になんらかの変化が引き起こされたことが
考えられる。

なお、超電導転移温度が上昇する効果は、１１１１→５
ｒＣｕ−＋　ＣａＣｕ＋　８１のサイクルが４〜１０の
範囲で有効であることを、本発明者らは確認した。

なお、本発明者らはターゲット５１、もしくは５４に鉛
（Ｐｂ）を添加してスパッタ“したとき、基体５７の温
度が上記実施例よりも約１００°Ｃ低くても、上記実施
例と同等な結果が得られることを見いだした。

なお、本発明者らは８ｌ−ＴＩ−０模の代わりに、Ｂ１
Ｔｌ−Ｎｂ−０，Ｂ１−Ｔｌ−Ｔａ−０，Ｂ１−Ｔｌ−
Ｃａ−０，Ｂ１−Ｔｌ−５ｒ−０゜ＤＩ−ＴＩ−Ｂａ−
０，Ｂ１−Ｔｌ−Ｎａ−０，Ｂ１−Ｔｌ−に−０膜を用
いたときも第２の発明が有効であることを確認した。

発明の効果 以上のように第１の本発明の酸化物超電導薄膜は、Ｂｌ
系酸化物超電導薄膜の超電導転移温度を上昇させる構造
を提供するものであり、第２の本発明の酸化物超電導薄
膜の製造方法は第１の発明をより効果的に実現し、デバ
イス等の応用には必須の低温でのプロセス確立したもの
であり、本発明の工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の本発明の一実施例における酸化物超電導
薄膜の製造装置の概略を示す斜視図、第２図は同薄膜の
構造を示す断面図、第３図は第１図の装置により得た薄
膜における抵抗の温度特性を示すグラフ１　第４図は第
２の本発明の薄膜の構造の概念を示す断面図、第５図は
第２の本発明の一実施例における薄膜の製造装置の概略
的斜視図、第６図は第５図の装置により得た薄膜におけ
る抵抗の温度特性を示すグラフである。 １１、１２．５Ｌ５２、５３．５４・・・スパッタリン
グターゲット、　１３．５５・・・シャッター、１４・
・・アパーチャー、５６・・・スリット、１５．５７・
・・ＭｇＯ基体、　１６、５８・・・ヒーター、　２１
・−−８１−Ｓｒ　−Ｃａ　−Ｃｕ　−０膜、　２２−
−−Ｂｌ−ＴＩ−０膜、　３１．３２．３３．８１．８
２．８３・・・薄膜の抵抗の温度特性。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図 第　２　図 第　３　図 ５り　　　　　　　　　　　　　　　　ｌω湿−度　Ｃ
に） 第４図 ｏｏｏｏｏｏ。 ｏｏｏｏｏｏ。 ■■■Ｏ■■■ ・　　　・　　　・　　　・　　　・　　　・　　　・
ｏｏｏｏｏｏｏ　　。 ・　　・　　・　　・　　・　　　・　　・　　　　　
１ｏｏｏｏｏｏ■−ムーＯ ・・・・・・・−ムー０ Ｏ０■■■■■−３ｒ−０ Ｏ０００Ｏ００−Ｔｉ　０ ０（Ｅ）（Ｅ）０（Ｅ）（Ｅ）０　１ ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ、○０１ ｏｏｏｏｏｏ。 第５図 詮　　　埒 区

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）主体成分が少なくともビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃ
   ｕ）、およびアルカリ土類（IIａ族）を含む層状酸化物
   超電導薄膜と、主体成分が少なくともビスマス（Ｂｉ）
   とチタン（Ｔｉ）を含む層状酸化物薄膜が交互に積層さ
   れたこと（ここでアルカリ土類は、IIａ族元素のうちの
   少なくとも一種あるいは二種以上の元素を示す。）を特
   徴とする酸化物超電導薄膜。
2. （２）基体上に、少なくともビスマス（Ｂｉ）を含む酸
   化物と少なくとも銅およびアルカリ土類（IIａ族）を含
   む酸化物とを周期的に積層させて形成する酸化物薄膜と
   、少なくともビスマス（Ｂｉ）を含む酸化物と少なくと
   もチタン（Ｔｉ）を含む酸化物を周期的に積層させて形
   成する酸化物薄膜とを、交互に積層させる（ここでアル
   カリ土類は、IIａ族元素のうちの少なくとも一種あるい
   は二種以上の元素を示す。）ことを特徴とする酸化物超
   電導薄膜の製造方法。
3. （３）積層物質の蒸発を少なくとも二種以上の蒸発源で
   行うことを特徴とする請求項２記載の酸化物超電導薄膜
   の製造方法。
4. （４）積層物質の蒸発をスパッタリングで行なうことを
   特徴とする請求項２記載の酸化物超電導薄膜の製造方法
   。