酸化物超伝導薄膜の特性制御

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02226112
• 研究機関: 千葉工業大学
• 研究代表者: 原 宏 千葉工業大学, 工学部, 教授 (10011157)
• 研究分担者: 永田 俊郎 川鉄鉱業, 技術研究所, 掛長 ; 野口 和夫 千葉工業大学, 工学部, 助手 (20083850)
• キーワード: YBCO超伝導膜 / 磁化率測定法(薄膜) / 超伝導体積比(薄膜)

研究概要

前年度に続き、対向タ-ゲットスパッタ方式でYBCO系薄膜作成を行った。基板加熱を赤外放射方式から、電熱ヒ-タ-加熱方式に修正した。前者が焦点方式であり、基板面内の一様加熱に疑問があったからである。この変更により、膜の表面平濃度は格段に向上し、粗さは0.1μmレベルに改善され、またas grownでTc〜60Kが得られる(基板温度は700℃、Ar/O_2比は9)。しかし一面では此のヒ-タ-作製は失敗であった。というのは製作者の選定を誤り、故障の連続であったことである。この結果、基板温度制御に系統性が得られず大いに難渋した。しかし、一見スマ-トでクリ-ンと思われる赤外加熱の欠点は克服され、今後の改良点が明らかになった。実施したいことはYBCOのYをPrまたはCeに置換して、相似的な結晶構造で半導体的または絶縁体的特性を実現し、in situでSーSCーS3層膜を実現することである。このために今年はlayer by layer成膜のできる、EB蒸着装置を部分的に計画し、アセンブルを明年度完成する手順とした。
一方薄膜帯磁率の測定については、変成比ブリッジを製作し、基板を収容するサンプルコイル(断面内寸法1mm×5mm、軸長12mmの偏平コイル、巻数50タ-ン、L〜1.3μH、r〜0.1Ω)の不平衡を0.01ppm程度まで検出することが出来た。電源周波数は2〜10kHzである。薄膜のコイル内容膜占有率は10^<ー4>より大きいから、薄膜が完全なSーN転移をすれば容易に検出できるし、転移の体積比を0.01%程度まで検出できる結果である。今後は(1)周波数を更に下げること、(2)コイルの機材的寸法の安定度、特に冷却・昇温に関しての寸法変化の可逆性の改善、(3)冷凍器内での測定の信頼度の獲得などに向けて努力したい。

研究成果

• [文献書誌] Ko Hara: "A Determination of the Magnetic Flux Quantum Using Superconducting Magnetic Levitation System" CPEM '90 DIGEST. 183 (1990)
• [文献書誌] Ko Hara: "Improvement of the Superconducting Magnetic Levitation System for the Determination of the Magnetic Flux Quantum" IEEE Trans.on Instr.& Meas.38. 225-228 (1989)
• [文献書誌] Ko Hara: "IーV Characteris of NbNーNbN Josephson Point Contact" Japn.J.Appl.Phys.27. L677-L679 (1988)
• [文献書誌] Ko Hara: "Absolute Measurement of the Magnetic Flux Quantum Using a Superconducting Magnetic Levitation System" Superconductivity Electronics(オ-ム・Prentice Hall). 109-112 (1987)
• [文献書誌] Ko Hara: "Microbridge Utilizing Step Edge(MUSE)and its Application" Superconductivity Electronics(オ-ム・Prentice Hall). 198-201 (1987)
• [文献書誌] 原 宏編著: "量子電磁気計測" 電子情報通信学会, (1991)
• [文献書誌] 原 宏: "超伝導のはなし" 日刊工業新聞社, 172 (1987)