多重スパッタ法による高温超伝導膜成長の低温プロセス化と接合素子形成

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03210228
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 田中 正一 日本大学, 理工学部, 教授 (70058600)
• 研究分担者: 山本 寛 日本大学, 理工学部, 助教授 (90130632)
• キーワード: 酸化物高温超伝導体 / マイクロ波励起 / 電気化学的処理 / 低温プロセス / 薄膜成長

研究概要

本研究の目的は、スパッタ法により複合酸化物膜を合成する際、結晶化温度の低いより低級な酸化物を多重積層化する過程を導入し、結果として低温合成を可能にすることを目指している。
本年度は主に次の3つのアプロ-チを行い、次のような成果をえた。
第一に、Bi系80K相単相のアズデポ膜に対し、電気化学的手法により室温下でLiイオンのド-プ過程を詳しく検討した。その結果、試料膜を作用電極とし、Liイオンを含む無水電解液を用いた電気化学的還元反応により、制御されたLIド-プが可能となった。ユニットセルあたり0.1ケ/セル程度のLiド-プによって、約20KのTcの向上が確認された。この時、c軸長は約10^<-2>nm増加した。また、過剰なド-プはTcの低下とc軸長の減少をもたらすことも分かった。
次に、Y系酸化物膜の作製に対し、スパッタ成膜プロセスにおける酸化促進法としてマイクロ波励起酸素ガスに注目し、CuO成膜を中心にその効果を検討した。その結果、励起酸素ガスの導入により、200℃程度の低温にいたる幅広い基板温度範囲での結晶成長ならびに酸化促進が可能となることが分かった。この傾向は、Cuを含むY系超伝導体関連の低級酸化物の成膜に対しても同じように見いだされた。

研究成果

• [文献書誌] 山本,小沢,佐野,田中,松原,小笠原: "YBCO酸化物高温超伝導体のカレントリ-ド特性" 日本応用磁気学会誌. 15. 709-712 (1991)
• [文献書誌] H.Yamamoto,M.Sano,S.Ozawa,M.Tanaka,Y.Matsubara T.Ogasawara: "Performance of Current Lead of YBaCuO Bulk in Solid Concluction Cooling System" Advances in Superconductivity. 3. 801-804 (1991)
• [文献書誌] T.Nakamura,Y.Morikawa,H.Yamamoto: "Low Temperature Synthesis of Cu,YーCu,BaーCu Oxide Film by Reactive Sputlering" Advances in Superconductivity. 3. 885-888 (1991)
• [文献書誌] H.Yamamoto,M.Sano,O.Ozawa,M.Tanaka,Y.Matsubara T.Ogasawara: "Thermel Conductivity of High Tc YBaCuO Bulk Prepared by Melt Growth Technique" Supercond.Sci.Technol.4. S355-S357 (1991)
• [文献書誌] H.Yamamoto,K.Satoh,S.Masuyama,M.Tanake: "Electrochemical Li Dope into Sputlerecl BiSrCaCuo Thin Film" Ext.Abst.of 3rd FED Workshop on HighーTemperature Supercondueting Electron Devices. 70-71 (1991)
• [文献書誌] Y.Morikawa K.Satoh,S.Ozawa,K.Nakamura H.Yamamoto,M.Tanaka: "Electrochemical Li Doping Effect in HighーTc Superconclueting Film" Physica C. 185ー189. 431-432 (1991)