| 研究課題/領域番号 |
62550470
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属物性
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中島 英雄 (中嶋 英雄) 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30134042)
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| 研究分担者 |
山口 貞衛 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80005892)
小岩 昌宏 京都大学, 工学部, 教授 (00005860)
藤森 啓安 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005866)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1988年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1987年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 多層膜 / スパッタリング / 人工格子 / 相互拡散 / モリブデン / 非晶質 / 多相膜 / 超伝導 / 臨界磁場 / 構造緩和 |
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| 研究概要 |
物質の積層薄膜化により新しい特性を有する材料を作り出す試みが最近、盛んに行われつつある。このような多層膜の性質は積層内物質の結晶性、積層界面の整合性および界面での相互拡散による合金相の生成などに敏感に影響されると考えられる。それ故、積層界面での構造および組成制御は一つの大きな課題であり、界面での相互拡散の知見を得ることは多層膜の構造およびその特性を理解する上で、重要である。本研究ではMo/SiおよびMo/Ge多層膜の構造、相互拡散を詳細に調べ、それらの知見をもとに、多層化により新しい特性が期待し得る超伝導性質を検討しその機構を解明することを主な目的とした。多層膜の構造はX線ディフラクトメーターによって調べた。広角でのX線回折の測定結果より、積層周期入が30〓以上の多層膜ではMoは(110)面が基板に平行に積層された集合組織をもつが、SiおよびGe層からはブラッグピークは観測されず非晶質相であった。また、積層周期が30〓以下ではMo格子は乱れ非晶質的である。X線の全反射付近のサテライトピーク強度の時間変化から相互拡散係数を測定した。相互拡散係数の温度依存性の結果は次式で示される。
Dmo/si=2.0×10^<-16>exp(-105±5KJmol^<-1>/RT)m^2s^<-1>、Dmo(N)/si(N)=1.6×10^<-5>exp(-35/±88KJmol^<-1>/RT)m^2s^<-1> Dmo/Ge=1.3×10^<-16>exp〔-(115±7)KJmol^<-1>/RT〕m^2s^<-1>
さらに、四端子電気抵抗法を用いて超伝導遷移温度Tcおよび上部臨界磁場Hc_2を測定した。その結果、Mo/Si多層膜の超伝導性は界面に形成されたアモルファスMoSi合金相によることを明らかにした。また、Mo層とSi層の厚さを変えた多層膜の上部臨界磁場Hc_2の異方性を調べ、dHc_2/dTが180KOe/Kと言う大きな値をもつ、かなり理想的な準二次元超伝導薄膜の作製に成功した。
また、Mo/Ge多層膜の相互拡散およびアニールにより構造変化をX線回折法を用いて詳細に調べた。
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