パルスパワーを用いた放電プラズマによる超伝導薄膜作成

• 研究課題/領域番号: 06650331
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 本田 親久 宮崎大学, 工学部, 教授 (20037881)
• 研究分担者: 金子 正光 宮崎公立大学, 人文学部, 助教授 (30136519)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1994年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 高温超伝導薄膜 / パルスパワー / 放電プラズマ / 発光分光法

研究概要

本研究は、パルスパワーによる高密度エネルギーを用いて、瞬間的に放電プラズマを生成し、同時にこの急峻波パルス放電により蒸発した超伝導材料を高温プラズマ化して,低温基板上に堆積させる安価で簡易な薄膜作製法の開発を試み、これらのエネルギー密度と薄膜の特性との関係を明らかにして、最適成膜化と低温プロセス技術の確立を目的としたものである。
今年度は、YBaCuO超伝導バルクをArガス2Torrの低気圧中に、電極として対向して配置し、最大瞬時注入電力3.2MWでパルス放電プラズマを生成し、その放電プラズマを発光分光法によって観測すると共に、基板位置と電極バルク材料の組成比を変えて薄膜作製を試みた。
その結果、放電プラズマの発光スペクトルの観測から、急峻波パルス放電においては電極材料成分の高分解化がレーザアブレーション等の他の成膜法よりも進んでいることがわかった。また,電子線マイクロアナライザ(EPMA)を用いて薄膜の表面状態を観測し元素組成比を求めたところ、組成比は基板位置によって逆スパッタの影響を受けて大きく変化した。これらを考慮してバルク材料の組成比を変えると,基板上に超伝導の化学量論的組成比を達成できることがわかった。これらの結果は電気学会九州支部大会で発表した。
しかし、今年度作製した薄膜の結晶成長は不十分であり、その構造はアモルファスであった。今後は、基板温度と注入エネルギーの与え方に対する結晶成長の違いをX線回析装置を用いて調べていくと共に、電気抵抗の測定も行っていく予定である。