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JP3160420B2 - Y123型結晶膜・多層膜積層体の作製方法 - Google Patents
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JP3160420B2 - Y123型結晶膜・多層膜積層体の作製方法 - Google Patents

Y123型結晶膜・多層膜積層体の作製方法

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JP3160420B2 JP10857193A JP10857193A JP3160420B2 JP 3160420 B2 JP3160420 B2 JP 3160420B2 JP 10857193 A JP10857193 A JP 10857193A JP 10857193 A JP10857193 A JP 10857193A JP 3160420 B2 JP3160420 B2 JP 3160420B2
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昭二 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Y123型結晶構造を
有する酸化物結晶の膜または多層膜積層体(多層構造
体)の作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来において、Y123型結晶構造を有
した酸化物結晶の薄膜または多層構造体を作製する場
合、基板上に蒸着法、スパッタリング法、CVD法など
の薄膜形成技術により薄膜または多層膜積層体を作製し
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、前記
従来の技術では、薄膜または多層膜積層体を作製するた
めには、真空蒸着装置、スパッタリング装置、CVD装
置、分子線エピタキシー装置等の高価で操作性の悪い装
置を使わなければならないという問題があった。
【0004】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、比較的安価な装置
で簡便に良質なY123型結晶構造を有する酸化物結晶
膜または良質なY123型結晶構造を有する酸化物結晶
多層膜積層体を作製することが可能な技術を提供するこ
とにある。
【0005】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明ら
かにする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】前記目的を達成するた
めに、本発明のY123型結晶膜または請求項2に記載
多層膜積層体の作製方法は、溶剤としてBaO融液ま
たはCuO融液あるいはBaOとCuOとの混合融液を
用い、前記酸化物結晶を構成している元素により構成さ
れた沈殿物であり、イットリウム元素に相当する構成元
素が、前記酸化物結晶中の濃度と同濃度もしくはそれよ
り高濃度に含有した物質である溶質供給物質から溶質を
溶剤を通して基板にまで輸送させ、Y123型結晶構造
を有する酸化物結晶膜を、Y123型結晶の沈殿物から
融液相を通した初晶で、基板上に成長させることを最も
主要な特徴とする。
【0007】前記BaOとCuOとの混合融液のCuO
のモル比は、60%から80%であることを特徴とす
る。
【0008】前記溶質供給物質は、前記酸化物結晶を構
成している元素により構成された物質であり、イットリ
ウム元素に相当する構成元素が、前記酸化物結晶中の濃
度と同濃度またはそれより高濃度に含有した物質、また
はY211型結晶構造を有した物質であることを特徴と
する。
【0009】前記基板は、アルカリ土類金属を構成元素
として含む酸化物またはY123型結晶構造を有した酸
化物結晶であることを特徴とする。
【0010】
【作用】前記手段によれば、溶剤としてBaO融液また
はCuO融液あるいはBaOとCuOの混合融液を用
い、前記酸化物結晶を構成している元素により構成され
た沈殿物であり、イットリウム元素に相当する構成元素
が、前記酸化物結晶中の濃度と同濃度もしくはそれより
高濃度に含有した物質である溶質供給物質から溶質を溶
剤を通して基板にまで輸送させ、Y123型結晶構造を
有する酸化物結晶膜を、Y123型結晶の沈殿物から融
液相を通した初晶で、基板上に成長させることにより、
良質のY系123型結晶構造を有する酸化物結晶膜を融
液相から成長させるので、良質のY系123結晶構造を
有する酸化物結晶膜を比較的安価な装置で操作性良く簡
便に作製することができる。
【0011】また、作製されたY123型結晶構造を有
する酸化物結晶膜の上にY系123型結晶構造を有する
酸化物結晶膜を成長させるので、良質のY系123型結
晶構造を有する酸化物結晶多層膜積層体を比較的安価な
装置で操作性良く簡便に作製することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0013】(実施例1)図1は、本発明によるY12
3型結晶構造を有する酸化物結晶の膜を作製する方法の
実施例を説明するための実施装置の概略構成を示す模式
図を示す。
【0014】図1において、1は内径30mm,高さ5
0mmのイットリアるつぼであり、このるつぼ11の材
質は、前記イットリアに限らず、マグネシア、アルミ
ナ、安定化ジルコニア等耐蝕性のある材質が使用でき
る。2は溶質供給物質としてY2BaCuO5、3は溶剤
とするBaOとCuOとの混合融液としてBaとCuの
モル比が3:5となるように炭酸バリウムと酸化銅を混
合し880度で40時間仮焼した後の物質(液相)、4
はSmBa2Cu37-dからなる基板、5は引き上げ
棒、7は白金サセプタ、8は加熱用の高周波誘導コイル
である。
【0015】本実施例のBaOとCuOとの混合融液を
用いて、液相から初晶で、Y123型結晶構造を有する
酸化物結晶の膜を作製する方法は、図1に示すように、
まず、るつぼ1内の下部に、溶質供給物質としてY2
aCuO52を入れ、その上部に、溶剤とするBaOと
CuOとの混合融液として、BaとCuのモル比が3:
5となるように炭酸バリウムと酸化銅を混合し880℃
で40時間仮焼した後の物質3を入れる。前記BaとC
uのモル比は、3:5に限らず3:5から3:8程度ま
での量比でもよい。
【0016】前記るつぼ1内の下部に入れた物質と、そ
の上部に入れた物質の重量比は1:4である。この重量
比は1:2から1:10程度でもよい。これらの溶質と
溶媒を入れたるつぼ1を約1000℃に加熱し、溶剤を
溶解させた。この段階で、下部に溶質供給物質であるY
2BaCuO5が沈殿しており、上部に溶媒であるBaO
とCuOの混合物が液体状態を保っていた。この状態の
液相部分に基板として用いたSmBa2Cu37-d、ま
たは酸化マグネシウムの単結晶構造の表面を接触させ、
るつぼ1の温度を20℃程度低下させることにより、基
板表面にY123型結晶構造を有する酸化物結晶の一種
であるYBa2Cu37-dの膜を析出させることができ
た。
【0017】(実施例2)本実施例2は、前記実施例1
において作製したYBa2Cu37-dの膜を基板とし
て、同様の方法を用いて、その基板の上にPrBa2Cu
37-dの膜を作製した。このようにすることにより、単
一の膜のみならず、膜積層体を形成することができる。
また、本発明によれば、三層以上の多層膜積層体を作製
することが可能であることは、容易に推測できるであろ
う。また、各層は同種または異種であっても良い。
【0018】前記本実施例1,2では、基板物質として
Y123型結晶構造を有する酸化物結晶の一種であるS
mBa2Cu37-d結晶または酸化マグネシウムの結晶
を用いたが、結晶構造を有しない物質でも良い。また、
るつぼ1の温度を低下させるのではなく、基板4を1m
m程度上方に引き上げて基板4の温度だけを低下させる
ような手段によっても良い。
【0019】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
【0020】また、本発明のY系123結晶構造を有す
る酸化物膜またはY系123結晶構造を有する酸化物多
層膜積層体の作製方法は、特に、超電導デバイス,超電
導磁気シールド等に適用すると有効である。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、良質のY系123結晶構造を有する酸化物結晶膜を
融液相から成長させることが可能となるので、良質の酸
化物結晶膜を比較的安価な装置で操作性良く簡便に作製
することができる。
【0022】また、作製されたY123型結晶構造を有
する酸化物結晶膜の上にY系123結晶構造を有する酸
化物結晶膜を成長させるので、良質のY系123結晶構
造を有する酸化物結晶多層膜積層体を比較的安価な装置
で操作性良く簡便に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるY123型結晶構造を有する酸
化物結晶膜を作製する方法の実施例1を説明するための
実施装置の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
1…内径30mm,高さ50mmのイットリアるつぼ、
2…Y2BaCuO5(溶質供給物質)、3…BaOとC
uOとの混合融液(溶剤)、4…SmBa2Cu37-d
からなる基板、5…引き上げ棒、7…白金サセプタ、8
…加熱用の高周波誘導コイル。
フロントページの続き (73)特許権者 000003263 三菱電線工業株式会社 兵庫県尼崎市東向島西之町8番地 (72)発明者 山田 容士 東京都江東区東雲1丁目14番3 財団法 人 国際超電導産業技術研究センター 超電導工学研究所内 (72)発明者 田上 稔 東京都江東区東雲1丁目14番3 財団法 人 国際超電導産業技術研究センター 超電導工学研究所内 (72)発明者 中村 優 東京都江東区東雲1丁目14番3 財団法 人 国際超電導産業技術研究センター 超電導工学研究所内 (72)発明者 塩原 融 東京都江東区東雲1丁目14番3 財団法 人 国際超電導産業技術研究センター 超電導工学研究所内 (72)発明者 田中 昭二 東京都江東区東雲1丁目14番3 財団法 人 国際超電導産業技術研究センター 超電導工学研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−28300(JP,A) 特開 平5−63247(JP,A) 特開 平5−894(JP,A) 特開 昭63−310798(JP,A) 特開 昭63−310799(JP,A) 特開 平1−249691(JP,A) 特開 平1−257107(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 C01G 3/00 C01G 1/00 CA(STN) JICSTファイル(JOIS)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶剤としてBaO融液またはCuO融液
    あるいはBaOとCuOの混合融液を用い、溶質供給物
    質から溶質を溶剤を通して基板にまで輸送させ、Y12
    3型結晶構造を有する酸化物結晶膜を、Y123型結晶
    の沈殿物から融液相を通した初晶で、基板上に成長させ
    Y123型結晶膜の作製方法であって、前記溶質供給
    物質は、前記酸化物結晶を構成している元素により構成
    された沈殿物であり、イットリウム元素に相当する構成
    元素が、前記酸化物結晶中の濃度と同濃度もしくはそれ
    より高濃度に含有した物質であることを特徴とするY1
    23型結晶膜の作製方法。
  2. 【請求項2】 溶剤としてBaO融液またはCuO融液
    あるいはBaOとCuOの混合融液を用い、溶質供給物
    質から溶質を溶剤を通して基板にまで輸送させ、Y12
    3型結晶構造を有する酸化物結晶膜を、Y123型結晶
    の沈殿物から融液相を通した初晶で、基板上に成長さ
    せ、この酸化物結晶膜上にY123型結晶構造を有する
    酸化物結晶膜を成長させるY123型結晶多層膜積層体
    の作製方法であって、前記溶質供給物質は、前記酸化物
    結晶を構成している元素により構成された物質であり、
    イットリウム元素に相当する構成元素が、前記酸化物結
    晶中の濃度と同濃度もしくはそれより高濃度に含有した
    物質であることを特徴とするY123型結晶多層膜積層
    体の作製方法。
  3. 【請求項3】 前記BaOとCuOとの混合融液のCu
    Oのモル比は、60%から80%であることを特徴とす
    る請求項1に記載のY123型結晶膜または請求項2に
    記載の多層膜積層体の作製方法。
  4. 【請求項4】 前記溶質供給物質は、Y211型結晶構
    造を有した物質であることを特徴とする請求項1に記載
    のY123型結晶膜または請求項2に記載の多層膜積層
    体の作製方法。
  5. 【請求項5】 前記基板は、アルカリ土類金属を構成元
    素として含む酸化物であることを特徴とする請求項1に
    記載のY123型結晶膜または請求項2に記載の多層膜
    積層体の作製方法。
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