| 研究概要 |
セラミックスの人工格子的合成法では, 従来にない機能を持つ薄膜の合成が可能であり, 種々の応用が期待される. 本研究で購入した電子ビーム蒸着装置は酸化物の薄膜化に最適の手法であるので本年度は緊急の課題である高温超伝導酸化物,YーBaーCuーO系に研究対象を集中した. 電子ビーム蒸着装置が納入されるまでは薄膜化するに当っての基礎知見となる状態図,化学的性質等について研究を進め, 装置納入後はYーBaーCuーO薄膜の合成条件について検討を加えた. 本年度の主な研究成果は以下の通りである.
(1)YーBaーCuーO系高温超伝導酸化物の基礎研究
Y_2O_3ーBaOーCuO擬3成分系900℃における状態図を作成した. その結果YBa_6Cu_3O_2,Y_2BaCuOy,YBa_2Cu_3Oxの結晶相が確認され, このうち超伝導を示すものは, YBa_2Cu_3Ozのみであった.
Y_2BacuOyーBaO・2CuO擬2成分系における状態図の作成も検討し, YBa_2Cu_3Oxの包晶温度は993℃であり, それ以上では液相とY_2BaCuO_5とに分解することを明らかにした. さらにYBa_2Cu_3Oxの水との反応性について検討した結果, YBa_2Cu_3OxはH_2Oと反応し, Y(OH)_3,CuO,Ba^<2+>イオンに分解することが明らかになった.
(2)電子ビーム蒸着装置によるYーBaーCuーO薄膜の合成法の検討
YーBaーCuーO系酸化物薄膜を作成する目的で, Y,Cu,Ba等の金属について, 10^<-3>mmHg程度の酸素雰囲気中で各元素について, 蒸着速度の検討を行った. その結果, いずれの元素についても, 各々の酸化物薄膜を形成することが出来,蒸着速度を数/secまで精度よく制御できることが判明した. 以上の結果より, 本研究の所期の目的であった電子ビーム蒸着装置による酸化物薄膜の合成が可能であることが確認された.
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