プラズマ励起有機金属気相法による酸化物高温超伝導薄膜形成

• 研究課題/領域番号: 02226224
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 蛯原 健治 熊本大学, 工学部, 教授 (50035060)
• 研究分担者: 池上 知顯 熊本大学, 工学部, 助教授 (20136518)
• 研究期間 (年度): 1990
• 研究課題ステータス: 完了 (1990年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1990年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: 酸化物高温超伝導 / プラズマCVD / MOCVD / YBaCuO薄膜 / プラズマ分光法 / 有機金属化合物

研究概要

本研究においては酸化物超伝導薄膜を作製するための新しいプロセス装置を開発した。このプラズマ励起有機金属化学気相堆積法(PEーMOCVD法)は超伝導元素を含む有機金属錯体の蒸気をプラズマ分解し、基板上に均質な、大面積薄膜を高速に作製できる特徴を有する。本年度は高周波プラズマ励起法によるMOCVD装置の試作とYBaCuO薄膜の作製を行い以下の成果を得た。
(1)平行電極間にAr/O_3プラズマを生成し、Y(DPM)_3,Ba(DPM)_2、Cu(DPM)_2の原料気体を分解し、基板上に薄膜を堆積するための装置を開発し、YBaCuO膜を析出するための条件を調べた。(2)析出されたasーgrown膜はアモルファス状であり、導伝導伝性を示すが、超伝導遷移は示さなかった。(3)880℃においてアニ-リングをした結果、超伝導特性を示した。4端子測定によると。Tc(onset)=90K、Tc(zero)=87Kであった。(4)X線回折法の結果、(OOL)面方位の結晶構造を有し、c軸配向していた。(5)膜厚は約5μmであり、堆積速度は約100nm/minであった。(6)プロセスプラズマを分光計測し、Y,Ba,Cu各元素の原子、イオンからのスペクトルおよび酸化物からのスペクトルを確認した。(7)再現性良く薄膜を堆積することを及びプロセスの操作性を向上することが次の課題である。

研究成果

• [文献書誌] K.Ebihara et al.: "Preparation of YBaCuO supercmducting thin films by micyowave plasma enhanced OMCVD" Proceeding of Plasma Processing and Synthesis of Materials (Materials Reseavch Society).
• [文献書誌] T.Nakamiya et al.: "Computer simuletion of pulsed laser ablation for YBaCuO supercmducting films" Proceedings of Laser ablation for Materials Synthesis (1990 Materials Research Sociely). 191. 109-114 (1990)
• [文献書誌] K.Ebihara et al.: "Spedroscopic study of plasmaーenhanced organomelallic chemical vapor deposition for supercmducting thin film tormation" Journal of Applied physics. 68. 1151-1156 (1990)
• [文献書誌] K.Ebihara et al.: "YBaCuO superconducting thin films prepared by Plasmaーenhanced chemical vapor deposition" Proceedings of the fourth Annual Conference on Supercmductivity and Applications(1990,New York).
• [文献書誌] 蛯原 健治 他: "パルスプラズマプロセスの特性とYBaCuO薄膜析出" 電気学会論文誌A.
• [文献書誌] K.Ebihara et al.: "Rf plasmaーenhanced metalarganic chemical vapor deposition for high temperature YBaCuO supercmducting films" 10th International Symposium on Plasma Chemistry.