パルスアークプラズマ放電によるY系酸化物高温超伝導薄膜作製に関する研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555062
• Research Institution: Sasebo National College of Technology
• Principal Investigator: 須田 義昭 佐世保工業高等専門学校, 助教授 (20124141)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中宮 俊幸 九州東海大学, 工学部, 助教授 (90155812)
• Keywords: 超伝導薄膜 / Y系酸化物超伝導 / パルスアークプラズマ / 分光分析 / X線マイクロアナライザー / 発光種 / プラズマ温度 / 低温プロセス

Research Abstract

酸化物高温超伝導体のデバイス化のための最も重要な基礎技術は薄膜形成であり、スッパタリング法等の方法が提案され試みられている。しかし、装置が高価な上に複雑であり、堆積速度が遅いなど問題点も多くアニール処理なしで超伝導特性を得るには基板を600〜800℃に加熱する必要があり、超伝導薄膜をLSIの配線として実用化していく上で大きな障害となっている。
本研究では、高周波放電、マイクロ波放電等の定常放電に比べより高温、高密度、高エネルギーのプラズマが得られ、薄膜堆積と同時にサンプルの表面層のみ加熱でき、高速堆積化、in-situ結晶化や低温プロセスの可能性を有しているパルスアークプラズマ放電を用いてY系高温超伝導薄膜作製を行い、次の結果を得た。
(1)パルスアーク放電条件(放電電圧、放電ガスの圧力等)を変化し、Y系高温超伝導薄膜をMgO(100)、SrTiO_3(100)基盤上に作製した。
(2)昨年度購入したマルチチャンネル分光分析システムを用いて、パルスアークプラズマ放電における分光分析を行い、発光種の同定及びプラズマ温度の算定に成功し、各種文献のデータと比較検討した。
(3)作製薄膜の微細構造を走査電子顕微鏡写真(SEM)により、また組成比をX線マイクロアナライザーにより分析した。薄膜はほぼ化学両論的組成比であった。
(4)熱伝導方程式を用いた、パルスアークプラズマ放電によるY系高温超伝導薄膜の表面及び内部の温度分布算定では、反射率及び熱伝導率について検討を行った。
(5)これら得られた結果の一部を、1993 EEE IAS ANNUAL MEETING(Toronto)及び平成6年電気学会全国大会で発表した。

Research Products

• [Publications] Yoshiaki SUDA: "YBaCuO Thin Film Deposition by Pulsed Plasma Discharges" Proc. of 1993 IEEE IAS ANNUAL MEETING(Toronto). III. 1792-1795 (1993)
• [Publications] 須田 義昭: "パルスアーク法による超伝導薄膜作製におけるスペクトル測定" 平成6年度電気学会全国大会. (1994)