2001 Fiscal Year Annual Research Report

高密度酸素プラズマ励起スパッタによる酸化物超伝導体・絶縁体多層膜作製法の研究

Research Project

Project/Area Number	12650331
Research Institution	Iwate University
Principal Investigator	道上修岩手大学, 工学部, 教授 (90261461)
Keywords	酸化物超電導体 / 活性化酸素プラズマ / 超電導体・絶縁体多層膜 / 酸素脱離 / 回復処理
Research Abstract	高温酸化物超伝導体、特に、Y系超伝導体は、酸素含有量に非常に敏感である上に、酸素原子は格子内に入りにくく、かっ、格子内から脱離し易い特徴を有する。超伝導素子は、超伝導薄膜の表面を利用するため、表面の僅かな酸素脱離が、素子特性を大きく左右する。薄膜の酸素脱離は、(1)大気中放置、(2)高温プロセス、(3)絶縁膜形成の過程で生じる。本研究では、活性化酸素プラズマを駆使し、1)酸素脱離により劣化した超伝導薄膜の回復、2)絶縁層形成時の下地超伝導薄膜の劣化防止、又は、回復、を可能にするプロセス技術の確立が目的であった。活性化酸素プラズマとして、酸化物超伝導ターゲットを用いたスパッタプラズマとマイクロ波で励起したプラズマの適用を計画した。後者については、絶縁層形成機構にマイクロ波の導入を試みたが、内部冶具によるマイクロ波の反射により真空導入窓が破壊され、装置の大幅改造が不可欠となった。そこで、前者のスパッタ酸素プラズマを用いての計画を実行し、次の成果を得た。Tc=90Kのas-grown EuBa_2Cu_30_7(EBCO)を出発薄膜として用いた。 a)酸素脱離したEBCO薄膜の回復処理…高特性のEBCO薄膜が得られるスパッタ酸素プラズマ中劣化EBCO薄膜を、焼鈍温度(Ta)、プラズマ露出時間(tp)、焼鈍後の酸素導入圧(Pox)で処理すると、Ta=450-700℃、tp≧30min、Pox≧2kPaで再現性良く、完全に超伝導特性が回復することが分かった。従来の酸素焼鈍法に替わる新しい回復処理技術として確立した。 b)スパッタ励起酸素プラズマ中での絶縁層堆積…as-grown EBCO薄膜上にSrTi0_3(STO),Ce0_2薄膜を活性化酸素プラズマ中で堆積した結果、STOはCe0_2よりEBCOを著しく劣化させた。STOの前にCe0_2(50Å)を堆積すると劣化は緩和された。これら多層膜を活性化酸素プラズマで処理すると回復するが、その度合いは、STO膜厚、Poxと冷却時間に依存した。 c)超伝導体へのCeO_2保護膜への摘要…スパッタ酸素プラズマ中、500-570℃でCeO_2を堆積するとEBCOは劣化しないことが見いだされた。2000ÅのCeO_2で被服したEBCO薄膜は高湿度中でも劣化せず、Ce0_2は完全な保護膜機能を有した。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] H.Wakana: "High-quality a-axis oriented EuBa_2Cu_3O_<7-y> films on sapphire substrates"Physica C. 350. 29-36 (2000)
[Publications] 0.Michikami: "Effect of Sputtering Induced Oxygen Plasma on Recovery of EUBa_2Cu_3O_x films"IEEE Trans. Appl. Supercond. 11(1). 3197-3200 (2001)
[Publications] 0.Michikami: "CeO_2 passivation films for oxide superconductor"Proc. 8^<th> Inter. Super. Electro. Conf. ISEC'01. 279-280 (2001)
[Publications] H.Wakana: "Preparation of CeO_2/SrTiO_3 bilayers layers as a barrier material for SIS Josephson junction"Physica C. 375-360. 1440-1443 (2001)
[Publications] H.Wakana: "Recovery treatment for EuBa_2Cu_3O_<7-y> films with insulating multilayers"IEICE Trans. Electron. E85-C(3). 780-783 (2002)
[Publications] T.Hashimoto: "Surface resistances of EuBa_2Cu_3O_<7-y> thin films on A12O3 substrates with CeO_2 buffer layers measured by using a TE013-mode cylindrical cavity resonator"Physica C. (accepted). (2002)
[Publications] H.Sato: "Stractural change by high-energy irradiation and post-annealing in EuBa_20Cu_3O_y"Physica C. (accepted). (2002)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

高密度酸素プラズマ励起スパッタによる酸化物超伝導体・絶縁体多層膜作製法の研究

Principal Investigator

道上 修 岩手大学, 工学部, 教授 (90261461)

Research Products

[Publications] H.Wakana: "High-quality a-axis oriented EuBa_2Cu_3O_<7-y> films on sapphire substrates"Physica C. 350. 29-36 (2000)

[Publications] 0.Michikami: "Effect of Sputtering Induced Oxygen Plasma on Recovery of EUBa_2Cu_3O_x films"IEEE Trans. Appl. Supercond. 11(1). 3197-3200 (2001)

[Publications] 0.Michikami: "CeO_2 passivation films for oxide superconductor"Proc. 8^<th> Inter. Super. Electro. Conf. ISEC'01. 279-280 (2001)

[Publications] H.Wakana: "Preparation of CeO_2/SrTiO_3 bilayers layers as a barrier material for SIS Josephson junction"Physica C. 375-360. 1440-1443 (2001)

[Publications] H.Wakana: "Recovery treatment for EuBa_2Cu_3O_<7-y> films with insulating multilayers"IEICE Trans. Electron. E85-C(3). 780-783 (2002)

[Publications] T.Hashimoto: "Surface resistances of EuBa_2Cu_3O_<7-y> thin films on A12O3 substrates with CeO_2 buffer layers measured by using a TE013-mode cylindrical cavity resonator"Physica C. (accepted). (2002)

[Publications] H.Sato: "Stractural change by high-energy irradiation and post-annealing in EuBa_20Cu_3O_y"Physica C. (accepted). (2002)

道上修岩手大学, 工学部, 教授 (90261461)