JPH0788204B2 - 酸化物超電導体用保護膜およびその形成法 - Google Patents

酸化物超電導体用保護膜およびその形成法

Info

Publication number
JPH0788204B2
JPH0788204B2 JP63310040A JP31004088A JPH0788204B2 JP H0788204 B2 JPH0788204 B2 JP H0788204B2 JP 63310040 A JP63310040 A JP 63310040A JP 31004088 A JP31004088 A JP 31004088A JP H0788204 B2 JPH0788204 B2 JP H0788204B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective film
film
hydrogen
oxide superconductor
oxide
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63310040A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02243502A (ja
Inventor
幸雄 斉藤
和寿 東山
俊秀 生田目
友一 加茂
臣平 松田
Original Assignee
超電導発電関連機器・材料技術研究組合
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 超電導発電関連機器・材料技術研究組合 filed Critical 超電導発電関連機器・材料技術研究組合
Priority to JP63310040A priority Critical patent/JPH0788204B2/ja
Publication of JPH02243502A publication Critical patent/JPH02243502A/ja
Publication of JPH0788204B2 publication Critical patent/JPH0788204B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、酸化物超電導体用の保護膜に係り、特に耐
湿,耐炭酸化特性に優れた高強度の酸化物超電導体用保
護膜に関する。
〔従来の技術〕
1986年初めにランタン・バリウム・銅の酸化物超電導体
がベドノルツとミユラーによつて発見されて以来、酸化
物超電導体に関する研究活動が活発化した。1987年春に
は90K級の転移温度を有するイツトリウム・バリウム・
銅の酸化物(Y−Ba−Cu−Oと略称する)が米国ヒユー
ストン大学のチユーらによつて、1988年初めには105K級
の転移温度を有するビスマス・ストロンチウム・カルシ
ウム・銅の酸化物(Bi−Sr−Ca−Cu−Oと略称する)が
金材技研の前田らによつて、120K級の転移温度を有する
タリウム・バリウム・カルシウム・銅の酸化物(Tl−Ba
−Ca−Cu−Oと略称する)がアーカンサス(Arkansas)
大のハーマンらによつて発見された。これら酸化物系超
電導体は、臨界温度が液体窒素の沸点である77Kを大き
く上まわつており、高価な液体ヘリウムを用いなくても
安価な液体窒素で超電導状態が得られるため注目されて
いる。これら酸化物超電導体は、特にY−Ba−Cu−O系
のものは大気中に存在する水分と反応して分解したり、
炭酸ガスと反応して炭酸塩となり超電導体が壊れる。こ
のため、酸化物超電導材料を用いた線材やデバイス等へ
の応用に当つては、大気中の水分や炭酸ガスとの接触を
さけるための保護膜の形成が必須の条件となる。
かかる保護膜として、第35回応用物理学関係連合講演会
予稿集P151,31P−Y−2に見られるフツ化ビニルのプラ
ズマ重合膜がある。この膜はフツ素を含有しているため
疎水性が強く大気中の水分に対して安定であり、酸化物
超電導体を保護することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、前記予稿集には、保護膜の硬度や強度,原料ガ
スの公害性の点については充分配慮されていない。すな
わち、一般のプラズマ重合膜は硬度,強度が小さいため
プラズマ重合膜をコートした線材やデバイスでは取扱い
時に傷がつき易く、原料ガスフルオロエチレンは大気圏
のオゾン層破壊のもとになるフツ素を含有しているため
使用が好ましくない。
本発明の目的は、硬度及び強度が大きく、耐水及び耐炭
酸化特性に優れた酸化物超電導体用の保護膜を提供する
にある。他の目的は前記保護膜を形成する方法を提供す
るにある。
〔課題を解決するための手段〕
炭化水素1〜2vol%と水素99〜98vol%との混合ガスを
基板温度600〜1000℃の条件下でプラズマ分解して得ら
れる膜は、ダイヤモンド、又はダイヤモンド状炭素膜と
称せられ、硬度が非常に大きい疎水性膜であるが脆いた
め酸化物超電導体用の保護膜としては適しない。この膜
は水素の含有率が小さく、水素と炭素との原子数比(H/
C)は0.05以下程度である。一方、炭化水素と水素との
混合ガスを基板温度200℃以下の低温条件下でプラズマ
分解して得られる膜(プラズマ重合膜)は、密着力に富
んでいるが硬度が小さく傷つき易い。また、疎水性も前
記ダイヤモンド状炭素膜に比べかなり小さい。この膜の
H/Cは1ないし2以上で水素の含有率が大きい。
発明者らは、炭化水素と水素との混合比,基板温度,基
板とプラズマとの位置など成膜条件を種種変化させて膜
形成を行ない、得られた膜の特性を評価した。その結
果、膜中のH/Cを0.33を越え1.0未満とすれば、密着力,
硬度及び疎水性に優れた膜が形成できることを実験的に
見い出し本発明に至つた。
〔作用〕 前記炭化水素としては、メタン,エタン,エチレン,ア
セチレン,プロパン等の脂肪族炭化水素及びベンゼン,
トルエン等の芳香族炭化水素を用いることができるが、
常温・常圧下でガス状の炭化水素がプラズマ反応器への
供給等の点で便利である。炭化水素と水素との混合ガス
のプラズマを形成する手段としては、マイクロ波,高周
波等の電磁波エネルギーを使用することができる。保護
膜を形成したい酸化物超電導体は、炭化水素と水素との
混合ガスプラズマのアフターグロー部を置くのがよい。
これは、プラズマ密度の高い位置に置くと酸化物超電導
体の表面がエツチングされたり、原子状水素によつて還
元されたりするのをさけるためである。酸化物超電導体
の保護膜形成時における加熱温度は、400〜600℃がよ
い。これは、加熱温度を上げ過ぎるとH/Cが小さくなつ
てダイヤモンドライクとなり、低く過ぎるとプラズマ重
合膜的になるためである。炭化水素と水素ガスとの混合
比は、炭化水素の種類によつても変わるがおおむね炭化
水素の濃度10〜50%がよい。また、本発明になる保護膜
は、Y−Ba−Cu−O系に限らず、Bi−Sr−Ca−Cu−O及
びTl−Ca−Ba−Cu−O系超電導体のいずれにも用いるこ
とができる。
〔実施例〕
以下、本発明を具体的実施例を用いてさらに詳細に説明
する。第1図は本発明になる保護膜を形成する装置の概
略構成図を示したものである。炭化水素と水素との混合
ガス1は減圧にされた反応器2に供給される。この混合
ガスにRF電源3からの高周波を誘導コイル4を通して印
加し、プラズマ5を形成する。このプラズマのアフタグ
ロー部に酸化物超電導ペレツト6を置き、必要に応じて
電気炉7により加熱し、ペレツトを炭素と水素とから成
る保護膜でコーテイングする。ペレツトに前記保護膜が
均一に付着するよう、ペレツトは時折り裏がえしにす
る。排ガス8は真空ポンプにより排気する。
[実施例1] 第1図に概略構成を示した実験装置を用い、表1に示す
条件下でY−Ba−Cu−Oペレツトの表面コーテイングを
行なつた。Y−Ba−Cu−Oペレツトの設定位置はプラズ
マ発光部下流側数cmとした。
膜厚は約2μmであつた。この膜のH/Cは約0.5,ビツカ
ース硬度は80であつた。保護膜を形成したペレツトと形
成しないペレツトについて次に耐候試験を行なつた。耐
候試験条件は、40℃の飽和湿度,炭酸ガス濃度1%の雰
囲気中で5時間放置とした。放置後のペレツトの抵抗率
の温度依存性を第2図に示した。保護膜を被覆してペレ
ツトの耐候試験後の抵抗率の温度依存性aは、耐候試験
前の抵抗率の温度依存性bとほぼ同じであつたのに対
し、保護膜を被覆しないペレツトの耐候試験後の抵抗率
の温度依存性cは大きく変化し、全く超電導性を失なつ
ている。以上の結果より炭素と水素とから成る保護膜を
被覆することによつて酸化物超電導体の耐候性は著しく
改善されることがわかる。
[実施例2] 実施例1と同じ装置を用い、酸化物超電導体のペレツト
をプラズマ中に固定して実施例1と同じ条件下で保護膜
の形成を行なつた後、保護膜を機械的に剥離し抵抗率の
温度依存性を測定した。結果を第3図に示したが超電導
特性がかなり劣化していた。dは保護膜を被覆しない耐
候試験後のペレツト、eは保護膜を被覆した耐候試験後
のペレツトを示す。次にMgO基板上にY−Ba−Cu−Oの
薄膜をスパツタ法により形成した試料をプラズマ中呼び
アフターグロー部に置いて、前記した方法と同様にして
保護膜の形成を行ない、SIMSによつて膜厚さ方向の酸素
分析を行なつた。その結果、アフターグロー部に置いた
試料では酸素濃度の分布が膜厚さ方向でほぼ均一であつ
たのに対し、プラズマ中で保護膜を形成した試料では、
膜表面層で酸素の不足が認められた。これは、プラズマ
中では解離した原子状の水素濃度が高いため保護膜形成
の初期において酸化物超電導体の表面が還元されたこと
を意味する。以上の結果より、保護膜を形成する位置は
プラズマ中よりアフターグロー部が好ましいと言える。
[実施例3] 実施例1と同じ装置を用い種々のプロパンと水素との濃
度比の条件下で保護膜の形成を行ない、膜の水素と炭素
の比(H/C)と膜のビツカース硬度及び膜の密着力を評
価した。膜の密着力は、酸化物超電導体ペレツトの表面
を2mm間隔で切り込みを入れて保護膜を形成したのち、
保護膜にスコツチテープをはり、はがした時の剥離頻度
で評価(ピール試験)した。実験結果を第4図と第5図
に示した。第4図の結果より、通常の取扱いで傷がつか
ない硬度50kg/mm2以上を得るにはH/Cを1.0未満にする必
要のあることがわかる。また、第5図の結果より、通常
の取扱いで剥離しないピール試験残存率50%以上を得る
ためにはH/Cを0.33を越える必要のあることがわかる。
以上2つの結果より、H/Cは0.33を越え1.0未満にするこ
とが好ましいと言える。
また、以上の結果から、酸化物超電導体側に硬度は小さ
くなるが密着力の大きい相対的に水素含有率の多い膜を
形成し、反対側に密着力は小さいが硬度の大きい相対的
に水素含有率の小さい膜を形成し、二層構造とすればさ
らに特性の向上が期待できることがわかる。
[実施例4] 実施例1と同じ装置を用い、実施例1と同じ条件下で種
々の膜厚の炭素と水素とからなる保護膜を形成し、実施
例1と同じ条件下で耐候試験を実施した。試験の結果、
保護膜の膜厚が0.01μm以下では酸化物超電導体の超電
導特性が全く消失した。0.01μm〜0.05μm膜厚では超
電導特性を示したが劣化は大きかつた。0.05μm以上の
膜厚ではほとんど劣化は認められなかつた。以上の結果
より、保護膜の膜厚は0.05μm以上が好適となる。
以上の実験では、いずれもY−Ba−Cu−O系の超電導酸
化物を用いて行なつたが、Bi−Sr−Ca−Cu−O及びTl−
Ba−Ca−Cu−O系でも保護膜の保護作用がピンホールフ
リーと疎水性にもとづく大気中の水分及び炭酸ガスと超
電導酸化物との接触防止にあるため適用可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、硬度が大きく密着性に富んだ疎水性の
大きい膜を酸化物超電導体の表面に形成できるので、大
気中の水分及び炭酸ガスと酸化物超電導体の反応による
劣化が防止でき寿命を著しく延長することができる。ま
た、接触等による傷がつきにくくなるので取扱いが容易
となる。さらに、原料ガスがフツ素を含有していないの
で大気中にフツ素系のガスを排気することがなく、大気
圏オゾン層破壊などの公害の心配もない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明になる保護膜を形成するため一装置概
略図、第2図は、本発明になる保護膜の保護性能を示す
特性図、第3図は、プラズマ中で保護膜を形成すると超
電導特性が劣化することを示す特性図、第4図は、保護
膜のH/Cと膜のビツカース硬度との関係を示す特性図、
第5図は、保護膜のH/Cと膜の密着力との関係を示す特
性図である。 1……炭化水素−水素混合ガス、2……反応管、3……
RF電源、5……プラズマ、6……酸化物超電導ペレツ
ト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加茂 友一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 松田 臣平 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−281316(JP,A) 特開 昭63−299008(JP,A) 特開 昭64−45011(JP,A) 特開 平1−197308(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素と水素とから構成された酸化物超電導
    体用保護膜において、水素と炭素との原子数比(H/C)
    が0.33を越え1未満の範囲であることを特徴とする酸化
    物超電導体用保護膜。
  2. 【請求項2】請求項第1項に記載の保護膜において、膜
    厚が0.05μm以上であることを特徴とする酸化物超電導
    体用保護膜。
  3. 【請求項3】請求項第1項に記載の保護膜の形成法にお
    いて、炭化水素と水素混合ガスプラズマのアフターグロ
    ー部で形成することを特徴とする酸化物超電導体用保護
    膜の形成法。
  4. 【請求項4】請求項第1項に記載の保護膜において、超
    電導体に接触する側を相対的に水素を多くし、反対側を
    水素の含有率を小さくしたことを特徴とする酸化物超電
    導体用保護膜。
JP63310040A 1988-12-09 1988-12-09 酸化物超電導体用保護膜およびその形成法 Expired - Fee Related JPH0788204B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63310040A JPH0788204B2 (ja) 1988-12-09 1988-12-09 酸化物超電導体用保護膜およびその形成法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63310040A JPH0788204B2 (ja) 1988-12-09 1988-12-09 酸化物超電導体用保護膜およびその形成法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02243502A JPH02243502A (ja) 1990-09-27
JPH0788204B2 true JPH0788204B2 (ja) 1995-09-27

Family

ID=18000437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63310040A Expired - Fee Related JPH0788204B2 (ja) 1988-12-09 1988-12-09 酸化物超電導体用保護膜およびその形成法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0788204B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140086500A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기발광장치

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10044841B4 (de) * 2000-09-11 2006-11-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Plasmaverkapselung für elektronische und mikroelektronische Bauelemente wie OLEDs sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01197308A (ja) * 1988-02-01 1989-08-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 炭素膜で保護された酸化物超伝導体およびその作製方法
JPS63281316A (ja) * 1987-05-13 1988-11-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 超電導ケ−ブル
JPS63299008A (ja) * 1987-05-29 1988-12-06 Hitachi Cable Ltd 電流制御電線
JPS6445011A (en) * 1987-08-13 1989-02-17 Tdk Corp Superconductive oxide ceramic material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140086500A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기발광장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02243502A (ja) 1990-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8216978B2 (en) Fluorinated precursors of superconducting ceramics, and methods of making the same
RU2000101289A (ru) Способ получения пленки оксидного сверхпроводника (варианты), оксидное сверхпроводниковое изделие (варианты), проводниковое изделие с покрытием
WO2002047119A3 (en) High temperature superconducting thick films
EP0345757A3 (en) An ashing method for removing an organic film on a substance of a semiconductor device under fabrication
US6794339B2 (en) Synthesis of YBa2CU3O7 using sub-atmospheric processing
AU2002236119A1 (en) Improved superconductors and methods for making such superconductors
JPH0788204B2 (ja) 酸化物超電導体用保護膜およびその形成法
US7727934B2 (en) Architecture for coated conductors
Ganapathi et al. Diamondlike carbon films as protective coatings for superconducting YBa2Cu3O7 films
US4341924A (en) Superconductor
Steinbeck et al. Preparation of superconducting Bi‐Sr‐Ca‐Cu‐O thin films by sequential electron beam evaporation and oxygen annealing
Chen Studies of Yttrium BARIUM (2) COPPER (3) OXYGEN (7-Materials and Layered Thin Films: Their Growth and Interdiffusion Behavior, Fermi Edge Density, and the Oxygen Depletion Problem
JP3753204B2 (ja) 酸化物超伝導体薄膜の作製方法
Aoki et al. Rapid Synthesis of the Y-Ba-Cu-O Tape on Metal Substrate by CVD Technique
Kopf Superconducting Homogeneous InTl and PbBi Films Evaporated from a Single Source
Stamper Superconducting Yttrium Barium Copper Oxide Thin Films and Thin Film Devices
Appelboom Growth and properties of co-evaporated superconducting yttrium barium copper oxide thin films.
KIMURA et al. Melt-textured YBa2Cu3Ox current leads for high field
JPH07172828A (ja) 超電導膜成長用テープ基材ホルダおよび超電導膜成長方法
Saito et al. Tl-2212 Films Prepared on Flexible YSZ Tape by Ion Beam Sputtering
Myoren et al. High-T c Superconducting Thin Films on Si with Buffer Layers
JPH07105750A (ja) 超電導線材
Mao et al. Interaction between BiPbSrCaCuO powder and ambient atmosphere
Zhao et al. Development of preparation of the functional thin films by pulsed laser deposition
Jeong et al. Electrical fluctuations in thin film copper oxide superconductors.

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees