JPH042615A - Production of superconductive thin film - Google Patents
Production of superconductive thin filmInfo
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- JPH042615A JPH042615A JP2099701A JP9970190A JPH042615A JP H042615 A JPH042615 A JP H042615A JP 2099701 A JP2099701 A JP 2099701A JP 9970190 A JP9970190 A JP 9970190A JP H042615 A JPH042615 A JP H042615A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は薄膜超電導体の製造方法に関し、特にBi系酸
化物超電導体の臨界温度が100に以上の相を薄膜の形
状で安定に得るための製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for producing a thin film superconductor, and particularly to a method for producing a Bi-based oxide superconductor having a critical temperature of 100 or higher in a stable manner in the form of a thin film. It is about the method.
従来の技術
高温超電導体としてB1−5r−Ca Cu−0系の
材料が100に以上の転移温度を示すことが発見[H,
Maeda+ Y、 Tanaka、 M、 Fuku
tomi and T。Conventional technology It was discovered that B1-5r-Ca Cu-0-based materials exhibit a transition temperature of 100 or higher as high-temperature superconductors [H,
Maeda+ Y, Tanaka, M, Fuku
tomi and t.
Asano、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプラ
イド°フイジンクス(Japanese Journa
l ofApplied Physics) Vol、
27. L209−210(1988)]されている
。Asano, Japanese Journal of Applied Physics
of Applied Physics) 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、
液体窒素以上の転移温度を持つことから、高温超電導体
として窒化ニオブ(NbN)やゲルマニウムニオブ(N
baGe)などの2元系化合物より有望な特性が期待さ
れる。この材料を薄膜化できれば超電導デバイスの実現
の可能性が大きくなると考えられ、現在種々の方法でこ
の種の材料の薄膜化が試みられている。Although the details of the superconducting mechanism of this type of material are not clear,
Niobium nitride (NbN) and germanium niobium (NbN) are used as high-temperature superconductors because they have a transition temperature higher than that of liquid nitrogen.
It is expected to have more promising properties than binary compounds such as baGe). It is thought that if this material can be made into a thin film, the possibility of realizing a superconducting device will increase, and various methods are currently being used to make this kind of material into a thin film.
発明が解決しようとする課題
このB1−5r−Ca−Cu −0系の材料は、異なっ
た超電導転移温度を持つ結晶構造をとることがわかって
いる。これらの結晶構造はよく似かよっており結晶構造
の異なる相が容易に形成されるため、例えば100に以
上の超電導転移温度を示す相を薄膜の状態で単相で得る
ことは困難である。Problems to be Solved by the Invention It is known that this B1-5r-Ca-Cu-0 type material has crystal structures having different superconducting transition temperatures. Since these crystal structures are very similar and phases with different crystal structures are easily formed, it is difficult to obtain a single phase in the form of a thin film that exhibits a superconducting transition temperature of 100 or higher, for example.
又従来の技術では、薄膜形成後に酸素雰囲気中800°
C以上の高温での熱処理が必要であるため、このような
高温で熱処理を行うと膜表面に損傷を与え易く、高温超
電導薄膜をデバイスとして応用するためには薄膜表面に
損傷を与えない低温プロセスの開発が望まれている。In addition, in the conventional technology, after forming a thin film, it is heated at 800° in an oxygen atmosphere.
Since heat treatment at a high temperature of C or higher is required, heat treatment at such high temperatures tends to damage the film surface.In order to apply high-temperature superconducting thin films as devices, a low-temperature process that does not damage the thin film surface is required. development is desired.
課題を解決するだめの手段
加熱された基体上に酸化性雰囲気中で、ビスマスを含む
層と、カルシウム、ストロンチウム、バリウムのうちの
少なくとも一種のアルカリ土類金属及び銅を含む層とを
周期的に堆積させ、アルカリ土類金属及び銅を含む層を
ビスマスを含む層の堆積時よりも酸化性の強い雰囲気中
で堆積することにより、800°以下の温度で高温超電
導のBi系酸化物超電導体の100に以上の相を安定的
に得ることを特徴とする。更に堆積後、この堆積層を引
続いて熱処理すると、再現性の点で好適である。Means for Solving the Problem: A layer containing bismuth and a layer containing at least one alkaline earth metal selected from calcium, strontium, and barium and copper are periodically deposited on a heated substrate in an oxidizing atmosphere. By depositing a layer containing an alkaline earth metal and copper in a more oxidizing atmosphere than when depositing a layer containing bismuth, a Bi-based oxide superconductor that exhibits high-temperature superconductivity at temperatures below 800°C can be produced. It is characterized by stably obtaining 100 or more phases. Further, it is preferable in terms of reproducibility to heat-treat the deposited layer after the deposition.
作用
本発明者らはBiを含む酸化物超電導体に対して、例え
ば3つの異なるターゲットを用いたスパッタリングによ
り薄膜超電導体を形成し、基体温度、酸素ガス圧と薄膜
の結晶構造、超電導特性(電気抵抗−温度特性)の関係
を詳細に調べた。その結果、加熱された基体上に酸化性
雰囲気中で、ビスマスを含む酸化物と、アルカリ土類金
属及び銅を含む酸化物とを周期的に堆積させ、且つアル
カリ土類金属及び銅を含む層の堆積を、ビスマスを含む
層の堆積時よりも酸化性の強い雰囲気中で行って周期構
造を形成し、薄膜組成を調節することにより、基体温度
が800″以下であってもB1−5r−Ca−Cu−0
系の任意の結晶構造、例えばゼロ抵抗温度が100に以
上を示す相の薄膜を安定的に得ることができた。Effect The present inventors formed a thin film superconductor on an oxide superconductor containing Bi by sputtering using, for example, three different targets, and investigated the substrate temperature, oxygen gas pressure, crystal structure of the thin film, and superconducting properties (electric The relationship between resistance and temperature characteristics was investigated in detail. As a result, an oxide containing bismuth and an oxide containing an alkaline earth metal and copper are deposited periodically on a heated substrate in an oxidizing atmosphere, and a layer containing an alkaline earth metal and copper is deposited. By depositing B1-5r- in a more oxidizing atmosphere than when depositing a bismuth-containing layer to form a periodic structure and adjusting the thin film composition, B1-5r- Ca-Cu-0
It was possible to stably obtain a thin film having an arbitrary crystal structure of the system, for example, a phase having a zero resistance temperature of 100 or more.
酸化性の強さを変えて各層の堆積を行うことにより10
0に以上の相が形成され易い理由としては次のことが考
えられる。同し酸化性雰囲気中においてBi、 Sr、
Ca、 Cuの夫々が酸化される速度は異なっており
、酸化速度はSr>Ca>Bi>Cuの順である。Bi
は十分に酸化されるとBi2O3になり絶縁物になる。By depositing each layer with varying oxidizing strength,
The following may be considered as the reason why a phase of 0 or more is likely to be formed. In the same oxidizing atmosphere, Bi, Sr,
The oxidation rates of Ca and Cu are different, and the oxidation rates are in the order of Sr>Ca>Bi>Cu. Bi
When it is sufficiently oxidized, it becomes Bi2O3 and becomes an insulator.
従って、ビスマスを含む層の堆積時にはBi2O□とな
ったところで酸化を止める必要がある。一方、銅は酸化
されるにつれてCu−+Cu20 →Cu O−Cu0
2 となるが、その酸化速度は遅い。従って、アルカリ
土類金属及び銅を含む層の堆積はCuO2が形成される
程度まで十分に酸化する必要がある。Therefore, when depositing a layer containing bismuth, it is necessary to stop oxidation when the layer becomes Bi2O□. On the other hand, as copper is oxidized, Cu-+Cu20 → Cu O-Cu0
2, but the oxidation rate is slow. Therefore, the deposition of layers containing alkaline earth metals and copper must be sufficiently oxidized to the extent that CuO2 is formed.
酸化物薄膜超電導体のように複雑な組成を持つ酸化物薄
膜を製造する場合、従来の技術では予め目的組成に合成
された単一のターゲットを用いてスパッタリングするこ
とが考えられる。When producing an oxide thin film with a complex composition such as an oxide thin film superconductor, conventional techniques may involve sputtering using a single target synthesized in advance to have the desired composition.
しかしこのような方法では所要元素ごとの酸化量を変え
ることは不可能である。本発明の製造方法は所要元素の
酸化量を変えられるところにその特徴がある。However, with this method, it is impossible to change the amount of oxidation for each required element. The manufacturing method of the present invention is characterized in that the amount of oxidation of required elements can be varied.
実施例
異なる物質を周期的に堆積する方法としては様々な方法
が考えられるが、原子の大きさ程度の膜厚を制御しなが
ら周期的に堆積する方法としては真空プロセスに限られ
てくる。例えば、複数のスパッタリングターゲットを用
いてシャッタを制御しながら基体上に周期的に蕉着する
スパッタ法、複数の蒸着源を用いてシャッタを制御しな
がら基体上に周期的に蒸着する真空蒸着法(MBE法、
EB蒸着法を含む)、複数のガス源を用いてガス流量を
制御しながら基体上で周期的に化学反応を起こしながら
成長させる気相成長法、複数のイオン源を用いてシャッ
タを制御しながら基体上に周期的に蒸着するイオンビー
ム蒸着法などが考えられる。Embodiment Although various methods are conceivable for periodically depositing different substances, vacuum processes are limited to methods for periodically depositing materials while controlling the film thickness on the order of the size of atoms. For example, the sputtering method uses multiple sputtering targets to periodically deposit on the substrate while controlling the shutter, and the vacuum evaporation method uses multiple evaporation sources to periodically deposit on the substrate while controlling the shutter. MBE method,
(including EB evaporation method), vapor phase growth method that uses multiple gas sources to grow while periodically causing chemical reactions on the substrate while controlling the gas flow rate, and vapor phase growth method that uses multiple ion sources to grow while controlling the shutter. Possible methods include ion beam evaporation, which involves periodic deposition on a substrate.
−例としてスパッタ法を用い、Biツタ−ットと5rz
Ca2Cu3ターゲツトの2種のターゲットをアルゴン
(Ar)と酸素(O□)の混合ガス中でBiツタ−ット
−+ Sr、Ca2Cu3ターゲツト→Biターゲツト
の順で交互に繰返してスバ・ンタリソグし、550°C
から800°Cに加熱されたMg0(100)基体に周
期的に堆積させた。- As an example, using sputtering method, Bi stutter and 5rz
Two kinds of targets, Ca2Cu3 target, were subjected to subinterisolation in a mixed gas of argon (Ar) and oxygen (O□) by repeating alternately in the order of Bi target-+Sr, Ca2Cu3 target → Bi target, and 550 °C
were deposited periodically on Mg0(100) substrates heated from 800°C to 800°C.
このとき、各ターゲット材料のスパッタレートを適宜に
調整することによってB1−5r−Ca−CuOの超電
伝導転移温度が100K以上の相に対応する結晶構造が
形成されることがわかった。又堆積を周期的ではなく同
時に行った場合には80にの超電導転移温度を持つ相し
か形成できなかった。堆積を周期的に行う場合にBiツ
タ−ットのスパッタ時と5r2Ca2Cu3ターゲツト
のスパッタ時とで酸素濃度を変化させることによりゼロ
抵抗温度を上昇させることができ、超電導特性を改善す
ることができた。At this time, it was found that by appropriately adjusting the sputtering rate of each target material, a crystal structure corresponding to a phase of B1-5r-Ca-CuO having a superconducting transition temperature of 100 K or higher was formed. Moreover, when the deposition was carried out simultaneously rather than periodically, only a phase having a superconducting transition temperature of 80°C could be formed. When deposition is performed periodically, the zero resistance temperature can be raised by changing the oxygen concentration between sputtering Bi targets and sputtering 5r2Ca2Cu3 targets, and the superconducting properties can be improved. .
本発明の具体的な実施例を、第1図ないし第3図に基き
説明する。A specific embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 3.
第1図に示す本実施例の薄膜超電導体製造装置において
、1は基体、2は基体ホルダ、3はヒータ、4aはBi
ツタ−ット、4bは5rcuターケツト、4cはCa2
Cuターゲットである。基体1の温度を600°Cから
700°Cの高温に保ち、各ターゲット48〜4cはす
べて放電しておく。このとき、個々のターゲット4a〜
4cについて十分制御可能な時間内で一原子層が形成さ
れるほどに飛来してくる原子の量を放電の電力によって
最適となるように調節する。尚、放電電力は直流でも高
周波でも可能である。直流スパッタ法では導体ターゲッ
トしかスパッタできないが高周波スパッタ法では絶縁体
ターゲットでもスパッタできる。本実施例では、基体1
にMg0(100)を用いてこの基体1とターゲット4
a〜4cとの間の距離を75mmとし、直流マグネトロ
ンスパッタ法における典型的な放電電力をアルゴン・酸
素(5:1)混合雰囲気3Paのガス中で、Biターゲ
ット4aは7 W、 5rCuターゲツト4bは14W
、 CazCuターゲット4cは60Wとした。又本
実施例では、アパーチャ5を備えた回転可能なシャッタ
6を用いた。このシャッタ6は外部制御によってアパー
チャ5の位置とその停止時間を完全にコントロールでき
るので、基体11上に原子層を順序よく積層し、蒸着量
を調整していくことが可能である。In the thin film superconductor manufacturing apparatus of this embodiment shown in FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a substrate holder, 3 is a heater, and 4a is a Bi
Tutat, 4b is 5rcu target, 4c is Ca2
It is a Cu target. The temperature of the base 1 is maintained at a high temperature of 600°C to 700°C, and all of the targets 48 to 4c are discharged. At this time, each target 4a~
Regarding 4c, the amount of atoms flying in such a way that one atomic layer is formed within a sufficiently controllable time is optimally adjusted by the electric discharge power. Note that the discharge power can be either direct current or high frequency. Direct current sputtering can only sputter conductive targets, but high frequency sputtering can sputter even insulating targets. In this example, the base 1
Using Mg0 (100), this substrate 1 and target 4
The distance between a to 4c is 75 mm, and typical discharge power in DC magnetron sputtering is 7 W for the Bi target 4a and 7 W for the 5rCu target 4b in an argon/oxygen (5:1) mixed atmosphere of 3 Pa. 14W
, CazCu target 4c was set to 60W. Further, in this embodiment, a rotatable shutter 6 provided with an aperture 5 is used. Since this shutter 6 can completely control the position of the aperture 5 and its stop time by external control, it is possible to stack atomic layers on the substrate 11 in an orderly manner and adjust the amount of evaporation.
Mg0(100)を基体1として用いた場合、基体1を
約680″Cに加熱し、アルゴン・酸素混合雰囲気中で
各ターゲラ)4a〜4cのスパッタリングを行った。混
合ガス圧は3Paでガス流量比はアルゴン:酸素=5=
1である。先ずアパーチャ5をBiターゲット4aの上
で止め、このターゲラ)4aでスパッタされた原子のみ
が基体1上に飛来するようにする。スパッタされた原子
はスパッタ雰囲気中の酸素で酸化され、基体1上にBi
zO□層(ビスマスを含む層)7を形成する。その後、
目的の積層構造になるように順次シャッタ6を回転させ
た。When Mg0 (100) was used as the substrate 1, the substrate 1 was heated to about 680''C, and sputtering of each target layer (4a to 4c) was performed in an argon/oxygen mixed atmosphere.The mixed gas pressure was 3 Pa and the gas flow rate was The ratio is argon:oxygen=5=
It is 1. First, the aperture 5 is stopped above the Bi target 4a so that only the atoms sputtered by this target 4a fly onto the substrate 1. The sputtered atoms are oxidized by oxygen in the sputtering atmosphere, and Bi is deposited on the substrate 1.
A zO□ layer (layer containing bismuth) 7 is formed. after that,
The shutter 6 was sequentially rotated to obtain the desired laminated structure.
例えば100K以上の超電導転移温度を示す結晶構造を
形成するには、第2図に示すようにBi202層7の上
に、5r−0層8a、Cu−0層8b、 Ca層8c、
Cu−0層8b、 Ca層8c、Cu−0層8b、 S
r0層8aを順次堆積する。便宜上最下層の5r−0層
8aから最上層の5r−0層8aまでをまとめて5rz
cazcu、、O,、層(アルカリ土類金属及び銅を含
む層)8とする。その上に再びBizOz層7を堆積す
る。このとき、各層の組成比率はシャッタ6の開いてい
る時間及びターゲラ)4a〜4cへの入力電力によって
制御する。例えば本実施例の場合、シャンク6の開いて
いる時間の典型的な値は旧ターゲット4aで50秒〜8
0秒(入力室カフW) 、5rCuターゲツト4bで5
0秒〜90秒(14W)、Ca2Cuターゲット4cで
80秒〜150秒(60W)であった。For example, in order to form a crystal structure exhibiting a superconducting transition temperature of 100K or more, as shown in FIG. 2, on the Bi202 layer 7, a 5r-0 layer 8a, a Cu-0 layer 8b, a Ca layer 8c,
Cu-0 layer 8b, Ca layer 8c, Cu-0 layer 8b, S
The r0 layer 8a is sequentially deposited. For convenience, the bottom layer 5r-0 layer 8a to the top layer 5r-0 layer 8a are collectively called 5rz.
cazcu, , O, , layer (layer containing alkaline earth metal and copper) 8. A BizOz layer 7 is deposited thereon again. At this time, the composition ratio of each layer is controlled by the open time of the shutter 6 and the input power to the target cameras 4a to 4c. For example, in this embodiment, the typical value of the open time of the shank 6 is 50 seconds to 8 seconds for the old target 4a.
0 seconds (input chamber cuff W), 5 at 5rCu target 4b
0 seconds to 90 seconds (14 W), and 80 seconds to 150 seconds (60 W) for Ca2Cu target 4c.
二のようにして、以下のように酸素濃度の異なる条件下
でBi系酸化物超電導体の化学量論比(Bi:Sr:C
a:Cu=2 : 2 : 2 : 3)に合わせて薄
膜を形成した。2, the stoichiometric ratio (Bi:Sr:C
A thin film was formed in accordance with a:Cu=2:2:2:3).
先ずBizOz層7を形成するときと5r2Ca2C+
go、層8を形成するときの酸素濃度を一定にしてアル
ゴン・酸素(5:1)混合雰囲気3Paのガス中で薄膜
を形成した場合、100に以上の超電導オンセント温度
を示す薄膜が得られたが、ゼロ抵抗温度はあまり高くな
かった(約60K)。First, when forming the BizOz layer 7, 5r2Ca2C+
go, when forming a thin film in an argon/oxygen (5:1) mixed atmosphere of 3 Pa with a constant oxygen concentration when forming layer 8, a thin film exhibiting a superconducting on-cent temperature of 100 or higher was obtained. However, the zero resistance temperature was not very high (about 60K).
又、再現性もあまり良くなかった。Furthermore, the reproducibility was not very good.
次にBi2O□層7の堆積を5r2Ca2Cu30)(
層8の堆積時よりも酸化性の強い雰囲気中で行った。Next, the Bi2O□ layer 7 is deposited 5r2Ca2Cu30) (
This was done in a more oxidizing atmosphere than when layer 8 was deposited.
本実施例ではアルゴン・酸素混合ガスでアルゴンの流量
を一定にしてBi2O□層7の堆積時のArと酸素の比
を5:1でガス圧3 Pa、 5r2Ca2Cu30
X層8の堆積時のアルゴンと酸素の比を2:1にした。In this example, the argon/oxygen mixed gas was used, and the flow rate of argon was kept constant, and the ratio of Ar and oxygen during the deposition of the Bi2O□ layer 7 was 5:1, the gas pressure was 3 Pa, and the gas pressure was 3 Pa, 5r2Ca2Cu30.
The ratio of argon and oxygen during the deposition of the X layer 8 was 2:1.
この結果、第3図に(a)で示すように、100に以上
の超電導オンセット温度を示す薄膜が得られ、ゼロ抵抗
温度も100に以上を示した。As a result, as shown in FIG. 3(a), a thin film having a superconducting onset temperature of 100 or higher was obtained, and the zero resistance temperature was also 100 or higher.
これに対してアルゴンと酸素の比を2二1に固定し、B
i202層7とSr、Ca2Cu:+OxOsO4方を
交互に堆積した場合には薄膜中の所々にBi2O3層が
形成され、第3図に(b)で示すように、室温における
電気抵抗は非常に高く超電導を示さなかった。On the other hand, the ratio of argon and oxygen is fixed at 221, and B
When the i202 layer 7 and Sr, Ca2Cu:+OxOsO4 are deposited alternately, Bi2O3 layers are formed in places in the thin film, and as shown in Figure 3(b), the electrical resistance at room temperature is extremely high and superconducting. did not show.
この実験結果より、本実施例の製造方法が有効であるこ
とがわかる。尚、アルゴンと酸素の混合比を変える場合
には、蒸着量が変化して同じスパッタ条件では組成が異
なってくるため、シャンクの開閉時間を調整して適宜ス
パッタレートを調節する必要がある。This experimental result shows that the manufacturing method of this example is effective. Note that when changing the mixing ratio of argon and oxygen, the amount of evaporation changes and the composition becomes different under the same sputtering conditions, so it is necessary to adjust the sputtering rate as appropriate by adjusting the opening and closing time of the shank.
尚、酸化性雰囲気を作り出す方法として酸素(O□)の
代りにオゾン(O3)や亜酸化窒素(N20)を用いる
こともできる。酸素に比べてオゾンや亜酸化窒素のほう
が酸化力が強いのでより効果的である。アルゴンと酸素
の混合ガス比を5:1に固定し、オゾンを導入せずにB
izOz層7を堆積し、Sr、Ca2Cu、OX層8の
堆積時にはオゾンを酸素量の5パーセント導入した場合
、得られた薄膜の超電導オンセント温度はll0Kであ
り、ゼロ抵抗温度は100に以上を示した。亜酸化窒素
を導入した場合についても同様にゼロ抵抗温度が100
に以上を示す薄膜が得られた。Note that as a method of creating an oxidizing atmosphere, ozone (O3) or nitrous oxide (N20) can be used instead of oxygen (O□). Ozone and nitrous oxide have stronger oxidizing power than oxygen, so they are more effective. The mixed gas ratio of argon and oxygen was fixed at 5:1, and B was used without introducing ozone.
When the izOz layer 7 is deposited and ozone is introduced at 5% of the amount of oxygen during the deposition of the Sr, Ca2Cu, and OX layer 8, the superconducting on-cent temperature of the obtained thin film is 110K, and the zero resistance temperature is 100 or more. Ta. Similarly, when nitrous oxide is introduced, the zero resistance temperature is 100.
A thin film exhibiting the above properties was obtained.
又酸化性雰囲気を調節する際、波長400nm以下の光
を雰囲気に当てその強度(例えば、光度)を変化させる
ことによっても調節できることを本発明者らは確認した
。酸素に波長400nm以下の光を当てると、3th→
203の化学反応が促進されオゾンが発生する。オゾン
の発生量は光の強度によって変化するので、光の強度を
変化させることによって酸化性雰囲気の強さを制御する
ことができるのである。The present inventors have also confirmed that the oxidizing atmosphere can be adjusted by exposing the atmosphere to light having a wavelength of 400 nm or less and changing its intensity (for example, luminous intensity). When oxygen is exposed to light with a wavelength of 400 nm or less, 3th →
The chemical reaction of 203 is promoted and ozone is generated. Since the amount of ozone generated changes depending on the intensity of light, the strength of the oxidizing atmosphere can be controlled by changing the intensity of light.
更に再現性よ(超電導特性を得るには、堆積終了後に酸
化性雰囲気中で引続き熱処理することが有効であること
を確認した。熱処理温度を変化させて超電導特性を調べ
たところ熱処理の温度は300°Cから700″Cの間
でその処理時間は1時間程度が適当であった。Furthermore, the reproducibility (in order to obtain superconducting properties, it was confirmed that it is effective to continue heat treatment in an oxidizing atmosphere after the completion of deposition. When the superconducting properties were investigated by varying the heat treatment temperature, the heat treatment temperature was 300℃. The appropriate treatment time was approximately 1 hour at a temperature between °C and 700''C.
尚、上記実施例ではBi系酸化物薄膜超電導体の100
に以上の相の製造方法に限って述べたが、本発明はBi
系酸化物薄膜超電導体の80に相(化学量論比は、Bi
:Sr:Ca:Cu=2 : 2 : 1 :2)の
製造方法としても有効である。In the above example, 100% of the Bi-based oxide thin film superconductor
Although the above-mentioned manufacturing method was limited to the above-mentioned phase, the present invention
80 phase (stoichiometric ratio is Bi
:Sr:Ca:Cu=2:2:1:2).
発明の効果
本発明によれば、800°以下の低い温度で100に以
上の超電導転移温度を持つBi系酸化物超電導体の薄膜
を安定的に得ることができるので、処理温度に起因する
薄膜表面の損傷を回避することができ、2元系化合物よ
りも有望な特性を持つ超電導デバイスの実現に寄与する
ことができる。Effects of the Invention According to the present invention, it is possible to stably obtain a thin film of a Bi-based oxide superconductor having a superconducting transition temperature of 100 or higher at a low temperature of 800° or lower. damage can be avoided, and can contribute to the realization of superconducting devices with more promising properties than binary compounds.
第1図は本発明の実施例に用いた薄膜超伝導体製造装置
の概略図、第2図は本実施例の薄膜超電導体の結晶構造
図、第3図はその電気抵抗の温度依存性図である。
1−・−一一一一基体
3−・−・ヒータ
・・・ビスマスヲ含t: JLi
8・
・−アルカリ土類金属及び銅を含む層
弁理土
石
原
勝
第
図Figure 1 is a schematic diagram of the thin film superconductor manufacturing apparatus used in the example of the present invention, Figure 2 is a crystal structure diagram of the thin film superconductor of this example, and Figure 3 is a diagram of the temperature dependence of its electrical resistance. It is. 1--1111 Substrate 3--Heater...contains bismuth: JLi 8--layer containing alkaline earth metal and copper
Claims (4)
を含む層と、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの
うち少なくとも一種のアルカリ土類金属及び銅を含む層
とを周期的に堆積させ、アルカリ土類金属及び銅を含む
層をビスマスを含む層の堆積時よりも酸化性の強い雰囲
気中で堆積することにより、薄膜超電導体を得ることを
特徴とする薄膜超電導体の製造方法。(1) A layer containing bismuth and a layer containing at least one alkaline earth metal selected from calcium, strontium, and barium and copper are deposited periodically on a heated substrate in an oxidizing atmosphere, 1. A method for producing a thin film superconductor, the method comprising obtaining a thin film superconductor by depositing a layer containing similar metals and copper in an atmosphere that is more oxidizing than the layer containing bismuth.
_3)又は亜酸化窒素(N_2O)の雰囲気中での濃度
を調節することによって制御することを特徴とする請求
項1記載の薄膜超電導体の製造方法。(2) Oxidizing strength is determined by oxygen (O_2) or ozone (O
2. The method for producing a thin film superconductor according to claim 1, wherein the control is performed by adjusting the concentration of nitrous oxide (N_2O) or nitrous oxide (N_2O) in the atmosphere.
以下の光の強さを変化させることによって制御すること
を特徴とする請求項1記載の薄膜超電導体の製造方法。(3) The wavelength of 400nm that exposes the atmosphere to the strength of oxidizing properties
2. The method for manufacturing a thin film superconductor according to claim 1, wherein the method is controlled by changing the intensity of light.
を含む酸化物の堆積後、この堆積層を引続き熱処理する
ことを特徴とする請求項1記載の薄膜超電導体の製造方
法。(4) The method for producing a thin film superconductor according to claim 1, characterized in that, after depositing the oxide containing bismuth, the alkaline earth metal, and the oxide containing copper, the deposited layer is subsequently heat-treated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2099701A JPH042615A (en) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | Production of superconductive thin film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2099701A JPH042615A (en) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | Production of superconductive thin film |
Publications (1)
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JPH042615A true JPH042615A (en) | 1992-01-07 |
Family
ID=14254362
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2099701A Pending JPH042615A (en) | 1990-04-16 | 1990-04-16 | Production of superconductive thin film |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH042615A (en) |
-
1990
- 1990-04-16 JP JP2099701A patent/JPH042615A/en active Pending
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