專利名稱：復(fù)合氧化物超導(dǎo)線材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于超導(dǎo)薄膜及其成膜方法，詳細(xì)地說，就是關(guān)于大幅度地提高了臨界電流密度的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明所得到的超導(dǎo)薄膜在具有高臨界電流的同時，還具有高的超導(dǎo)臨界溫度和在平滑性等其他特性方面也優(yōu)良的特性，在作為集成電路以及各種電子器件的布線材料方面特別有用。
而且，本發(fā)明也是關(guān)于超導(dǎo)線材及其制造方法，詳細(xì)地說，就是關(guān)于大幅度地提高了臨界電流密度的復(fù)合氧化物超導(dǎo)線材及其制造方法的。
根據(jù)本發(fā)明所得到的超導(dǎo)線材在具有高臨界電流的同時，還具有高超導(dǎo)臨界溫度，可用于電力輸送及作為各種電子器件的布線材料。
所謂是電子相轉(zhuǎn)變的超導(dǎo)現(xiàn)象，即在特定條件下導(dǎo)體的電阻為零並呈現(xiàn)出完全抗磁性的現(xiàn)象，在電子領(lǐng)域中的各種超導(dǎo)器件已經(jīng)公知了。具有代表性的，可以例舉出如在超導(dǎo)材料彼此弱接合的條件下，利用通過外加電流而宏觀地顯現(xiàn)出量子效應(yīng)的約瑟夫遜效應(yīng)的器件。
對隧道接合型約瑟夫遜器件，由于超導(dǎo)材料的能隙很小而期望把它作為極高速低耗電的開關(guān)器件。而且，由于對于電磁波和磁場的約瑟夫遜效應(yīng)顯現(xiàn)出正確的量子現(xiàn)象，期望利用約瑟夫遜器件作為磁場、微波、放射線等的超高靈敏度傳感器。而且，在每單位面積的電能消耗已達(dá)到冷卻能力極限的超高速計算機(jī)領(lǐng)域中，迫切期望開發(fā)出作為超高速運算器件或作為低損失布線材料的超導(dǎo)器件。
因而，期望超導(dǎo)線材作為主要用在電力輸送領(lǐng)域以及線圈和在各種電子元件領(lǐng)域中作為第二布線材料。例如由于在超高速計算機(jī)中，隨著電子線路集成度的增高，每單位面積的電能損耗已經(jīng)達(dá)到冷卻能力極限，因此迫切期望用無電流損耗的超導(dǎo)材料作為以IC組件為主的各種電子元件布線材料。
一方面，盡管經(jīng)過各種努力，超導(dǎo)材料的超導(dǎo)臨界溫度Tc在很長一段時間內(nèi)沒有能超過Nb3Ge的23K。
然而，在1986年，由貝德奴茲和繆勒所發(fā)現(xiàn)的高Tc復(fù)合氧化物類的超導(dǎo)材料，大大地打開了高溫超導(dǎo)的可能性(Bednorz，Müller，“Phys.B64(1986)189”)。
貝德奴茲和繆勒所發(fā)現(xiàn)的氧化物超導(dǎo)體為(La，Ba)2CuO4，該氧化物超導(dǎo)體叫做K2NiF4型氧化物，同現(xiàn)在已知的鈣鈦礦型氧化物具有類似的結(jié)晶構(gòu)造，其Tc達(dá)到比以前的超導(dǎo)材料飛躍性地高約30K的值。
進(jìn)一步，在1987年2月新聞報道中報道了齊尤等人發(fā)現(xiàn)的、呈現(xiàn)出90K等級的臨界溫度稱為YBCO的、由Y1Ba2Cu3O7-X所表示的Ba_X所表示的Ba_Y類復(fù)合氧化物，大大提高了非低溫超導(dǎo)體實現(xiàn)的可能性。
對這些復(fù)合氧化物超導(dǎo)體的超導(dǎo)特性，可以說結(jié)晶中氧的欠缺會實現(xiàn)大的分配，若結(jié)晶中適當(dāng)?shù)难跚啡辈荒苄纬?，Tc就降低，轉(zhuǎn)變溫度與電阻完全為零的溫度之差變大。
作為制造上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜的方法，廣泛地采用把通過燒結(jié)等生成的復(fù)合氧化物作為蒸鍍源用物理蒸鍍法來實施。
作為物理蒸鍍法，特別是濺射法是常用的，然而，由于上述超導(dǎo)體薄膜其臨界溫度Tc高但電流密度Jc小，因此實用性很低，在復(fù)合氧化物超導(dǎo)體實用化的時候仍存在很大問題。
而且，在此之前，利用上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體制造超導(dǎo)體線材一般是采用將上述復(fù)合氧化物燒結(jié)體填充到金屬殼中並拉伸成線的方法。但是，上述復(fù)合氧化物在其電流流動方向方面是各向異性的，即在C軸方向上電流容易流動，所以不規(guī)則地充填著粉末而制成的上述現(xiàn)有的超導(dǎo)線材很難提高其臨界電流密度Jc，即使臨界溫度Tc變高而作為實際的超導(dǎo)線材的實用化仍有限度。
在基片上用濺射法形成由氧化物陶瓷類超導(dǎo)材料所構(gòu)成的薄膜的條件下，在含氧氣的濺射氣體中進(jìn)行濺射時，通過在濺射操作過程中提高基片溫度，提高了所得到薄膜的結(jié)晶性，在濺射之后，通過在氧氣氣氛中進(jìn)行熱處理以提高膜中的含氧量，這是必要的。例如由特開昭56-109824號公報中所記載的。
在該專利中記載了在含氧氣氛中用高頻濺射形成以BaPb1-XBixO3(其中x為滿足0.05～0.35的數(shù))所表示的復(fù)合氧化物類超導(dǎo)薄膜，然后，在含氧氣氛中在500-550℃下進(jìn)行熱處理，這是必要的。然而，對于最近發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)體薄膜的成膜條件，自然不會記載。
在此之前，在制造復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜的情況下，使用了由相同類的復(fù)合氧化物燒結(jié)體為主體的靶並進(jìn)行物理蒸鍍(一般是進(jìn)行濺射)，用現(xiàn)有的方法得到的超導(dǎo)薄膜，臨界電流密度低，不能實用。
本申請人已經(jīng)提交了下述關(guān)于高溫超導(dǎo)體薄膜制造方法的專利申請1988年2月5日提交第152714號美國專利申請1988年3月13日提交第167895號美國專利申請
1988年5月18日提交第195147號美國專利申請1988年5月31日提交第200206號美國專利申請。
盡管上述濺射法等物理蒸鍍法其本身是可使用的方法，但仍希望臨界溫度和臨界電流密度能進(jìn)一步提高，本發(fā)明是對本申請人的上述專利申請的發(fā)展，進(jìn)一步改進(jìn)了這些專利申請。
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供具有高臨界電流密度Jc的復(fù)合氧化物類超導(dǎo)線材及其制造方法。
本發(fā)明的第一個對象是關(guān)于基片同含有用物理蒸鍍法在該基片上形成的以復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜所構(gòu)成的超導(dǎo)性復(fù)合體，該超導(dǎo)性復(fù)合體的特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜表面的實質(zhì)部分是平滑的。
本發(fā)明的第二個對象是關(guān)于芯材同含有在該芯材上形成的以復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜所構(gòu)成的超導(dǎo)線材，上述超導(dǎo)線材的特征是上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜表面的實質(zhì)部分是平滑的。
上述所謂“實質(zhì)部分”意思是在一般進(jìn)行大面積物理蒸鍍的情況下，除了不可避免地存在空位、缺陷等的那部分表面之外的大部分表面(如表面的80%以上)是平滑的。
在上述超導(dǎo)薄膜表面的平滑性在以光學(xué)的方法觀察其表面的情況下這樣來評價薄膜表面的光潔度Rmax(基準(zhǔn)長度＝1000μm)是0.2μm以下。該值是在顯微鏡，尤其是以在SEM下觀察薄膜所得來確定的。
根據(jù)本發(fā)明的實驗結(jié)果，薄膜表面的光潔度Rmax超過0.2μm，則臨界電流密度Jc大幅度降低。
上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜可以例舉出以含有下述通式(1)和(2)所表示的復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物薄膜。
(1)Ln1Ba2Cu3O7-X(其中Ln代表的是從La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、y、Er、Yb、Tm和Lu所組成的組中選擇出的至少一個鑭系元素，x是滿足0≤x＜1的數(shù))在以上述通式(1)所表示的復(fù)合氧化物情況下，尤其是上述Ln是Y、Er、Ho、Dy、Tm或Lu的復(fù)合氧化物是令人滿意的，這些復(fù)合氧化物可認(rèn)為是以鈣鈦礦型或準(zhǔn)鈣鈦礦型氧化物為其主體。
上述鑭系元素Ln同Ba和Cu的原子比例如上式所示為1∶2∶3是令人滿意的，但並不是必需嚴(yán)格地限定為該比例，它們的比例在±50%范圍內(nèi)，最好在±20%的范圍變動的原子比例構(gòu)成都包括在本發(fā)明申請的范圍之內(nèi)。也就是說，在權(quán)利要求中所表示的“以含有上述式子表示的復(fù)合氧化物為主”意味著根據(jù)本發(fā)明的方法制造的超導(dǎo)薄膜也包含有以上式所定義的Ln∶Ba∶Cu的原子比為1∶2∶3以外的情況。
而且，上述定義還意味著含有上述Ln、Ba、Cu、O以外的元素，即以PPm數(shù)量級混入的不可避免的雜質(zhì)和為了提高所得到的燒結(jié)體或薄膜其他的特性的目的而添加的第三成分。
用作為第三成分可能添加的元素可以是從周期表Ⅱa族元素的Sr、Ca、Mg、Be，上述之外的周期表Ⅲa族元素，周期表Ⅰb、Ⅱb、Ⅲb、Ⅳa及Ⅷa族中所選出的元素，例如可舉出Ti，V等。
(2)(La1-XαX)2CuO4(但元素α是Ba或Sr)這些復(fù)合氧化物可以認(rèn)為是鈣鈦礦型或準(zhǔn)鈣鈦礦型氧化物為其主體。上述La、Ba或Sr、Cu的原子比例在滿足上式的范圍內(nèi)是令人滿意的，但不是必須嚴(yán)格限定為此比例，它們的比例在±50%的范圍內(nèi)，最好在±20%的范圍內(nèi)變化的原子比例構(gòu)成都是在呈現(xiàn)有效超導(dǎo)特性的條件中。也就是說，權(quán)利要求中所表達(dá)的“以含有……為主”的意思是還包含了如上述的式子所定義的原子比例之外的情況。
而且，上述定義意味著還可以含有上述元素以外的元素，即以PPm數(shù)量級混入的不可避免的雜質(zhì)和為提高產(chǎn)品其他特性的目的而添加的第三成分。
用作第三成分可能添加的元素是從周期表Ⅱa族元素的Sr、Ca、Mg、Be、上述以外的周期表Ⅲa族元素、周期表Ⅰb、Ⅱb、Ⅲb、Ⅳa及Ⅷa族中選擇出來的元素，例如可舉出Ti，V。
在構(gòu)成本發(fā)明第一個對象的上述超導(dǎo)性復(fù)合體的情況下，作為形成上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜的基片可以使用鈣鈦礦型結(jié)晶的基片、氧化物基片、或者這些鈣鈦礦型結(jié)晶或氧化物作為緩沖層而形成的金屬基片和半導(dǎo)體基片。用作理想基片材料的是MgO單晶、SrTiO3單晶、ZrO2單晶、YSZ單晶、Al2O3單晶、或者多晶Al2O3，而且，以這些物質(zhì)構(gòu)成成膜面的金屬基片和半導(dǎo)體基片也是令人滿意的，最好把｛001｝或｛110｝面作為MgO單晶或SrTiO3單晶基片的成膜面。
在構(gòu)成本發(fā)明第二個對象的上述超導(dǎo)線材的情況下，作為上述芯材可以使用金屬線材、陶瓷線材或者在金屬線材上形成陶瓷薄膜層的線材。作為上述金屬，鉑族元素Pt、Ag、Au及其合金是令人滿意的，但並不限定為這些。該金屬線的直徑細(xì)些較好，最好為1mm以下。而且作為上述芯材的陶瓷或作為薄膜層的陶瓷最好是氧化物或復(fù)合氧化物類陶瓷。該陶瓷最好是單晶或多晶，但有些情況下用玻璃也行。在上述陶瓷是單晶或多晶的情況下，最好是含有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶晶格間距有相似晶格間距的氧化物結(jié)晶陶瓷，作為該陶瓷可以例舉出MgO、SrTiO3或ZrO2，對這些陶瓷，為了使上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)材料薄膜在C軸方向生長，其表面最好具有｛001｝面或｛110｝面。
本發(fā)明的第三個對象是上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體及超導(dǎo)線材的制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的方法其特征是關(guān)于包括通過物理蒸鍍法在基片或芯材上形成含有以復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜工序的超導(dǎo)性復(fù)合體或超導(dǎo)線材的制造方法，通過調(diào)節(jié)由在下面有定義范圍的(1)成膜速度、(2)成膜氣壓、(2)氧氣比率、(3)高頻功率及(4)成膜氣壓中選出的至少一個參數(shù)，在最終所得到的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜表面的實質(zhì)部分為平滑的條件下，實施上述物理蒸鍍法。
對于上述(1)至(4)的各濺射條件的范圍在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明可適用的上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜是包含了以在本發(fā)明第一和第二發(fā)明對象中所記載的用通式(1)和(2)所表示的復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物薄膜，即
(1)Ln1Ba2Cu3O7-x和(2)(La1-xαx)2CuO4。
對于這些可參照上述說明。
首先對作為本發(fā)明前提的上述物理蒸鍍法進(jìn)行說明。
本發(fā)明中，作為物理蒸鍍法最好采用濺射法，尤其是RF磁控濺射。該濺射法本身是公知的。在該濺射法中用做蒸鍍源的各金屬元素的原子比例根據(jù)這些金屬的蒸鍍效率和在基片上的吸附概率進(jìn)行調(diào)節(jié)。以根據(jù)蒸鍍效率確定配合比例，將構(gòu)成復(fù)合氧化物的各金屬元素單質(zhì)、其氧化物和碳酸鹽粉末混合而得到混合粉末，燒結(jié)這些混合粉末得到燒結(jié)體，將其再度粉碎，以所得到的燒結(jié)粉末作為蒸鍍源是令人滿意的。在一些情況下，可以采用構(gòu)成上述復(fù)合氧化物的各金屬元素單質(zhì)、其氧化物和碳酸鹽粉末，如Y2O3、CuO及BaCuO2的各種粉末的化合物作為蒸鍍源。此外，不把這些各種粉末混合而各各原封不動地使用，可以把蒸鍍源分成多個。例如可以分成只有Cu本身的蒸鍍源和由(Ba+Y)復(fù)合氧化物組成的蒸鍍源二個。
其次，作為上述基片，最好采用有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶晶格間距相似的晶格間距的氧化物單晶基片，如可以用MgO單晶、SrTiO3單晶或ZrO2單晶。作為成膜面，最好采用MgO單晶或SrTiO3單晶基片的｛001｝面或｛110｝面。
在超導(dǎo)線材的情況下，作為芯材可以使用金屬線材、陶瓷線材或者在金屬線材上形成陶瓷薄膜層的線材。作為上述金屬，特別是鉑族元素，Pt、Ag、Au和它們的合金為好，但並不只限于此。該金屬線的直徑細(xì)些較好，最好為1mm以下。而且，作為上述芯材的陶瓷或作為薄膜層的陶瓷最好是氧化物或復(fù)合氧化物類的陶瓷。該陶瓷最好是單晶或多晶，但有些情況下可以是玻璃。在上述陶瓷是單晶或多晶的情況下，含有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶的晶格間距相似晶格間距的氧化物結(jié)晶的陶瓷是令人滿意的。作為該陶瓷可以例舉出MgO、SrTiO3或ZrO2，對這些陶瓷，為了使上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)材料薄膜在C軸方向上成長，其表面最好具有｛001｝面或｛110｝面。
在本發(fā)明中，濺射時最好加熱基片。這種情況下的基片溫度為200至950℃，最好為500至920℃。在基片溫度不到200℃的情況下，復(fù)合氧化物的結(jié)晶性變壞成為非晶狀態(tài)，就不能得到超導(dǎo)薄膜。另外，如果基片溫度超過950℃，結(jié)晶構(gòu)造就已經(jīng)變了，上述復(fù)合氧化物不能成為超導(dǎo)體了。
對于上述(1)至(4)所述的各個濺射條件，可以在其他條件不變的情況下在下面所定義的范圍中單獨選擇它們或在下面定義的范圍中組合任意二個以上條件來使用。這些條件是以相互不同的觀點看本發(fā)明的結(jié)果。
(1)成膜速度在本發(fā)明中，設(shè)定濺射時的成膜速度是在0.05～1 /秒，最好在0.1～0.8 /秒的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明人得到的實驗結(jié)果，當(dāng)物理蒸鍍時的成膜速度超過1 /秒，所得到的超導(dǎo)薄膜臨界電流密度大幅度降低，不能得到實用的薄膜。對于成膜速度不到0.05 /秒，成膜速度太慢，不適于工業(yè)使用。
(2)成膜氣壓在本發(fā)明中，濺射時的氣壓在0.001～0.5Torr范圍內(nèi)，最好在0.01～0.3Torr范圍內(nèi)。
(3)氧氣比例在本發(fā)明中，濺射時的氣氛是惰性氣體與氧氣的混合氣體，該混合氣體中氧的比率為5～95%，最好為10～80%。同該O2一起使用的其他可能的濺射氣體最好是惰性氣體，特別是氬。
(4)高頻電力在本發(fā)明中，最好采用RF磁控濺射法進(jìn)行濺射。在該濺射時，例如對于φ10Cm的靶，濺射時的高頻電力為5～200W，即每單位截面積上為0.064～2.55W/Cm2。
在濺射氣體中O2的比率較低的情況下，最好加入5～100W，即每單位截面積0.064～1.27W/Cm2的高頻電力，相反，對于濺射氣體中的O2比率在30至95分子百分比，尤其是40至80分子百分比的范圍內(nèi)的情況，高頻電力值的范圍最好為1.27～2.55W/Cm2。
在本發(fā)明中，在保證所得到的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜表面的實質(zhì)部分為平滑的條件下實施上述濺射。
在用光學(xué)的方法觀察上述超導(dǎo)薄膜表面平滑性的情況下，薄膜表面的光潔度Rmax(基準(zhǔn)長度＝1000μm)為0.2μm以下。該值可在顯微鏡，尤其是在SEM下進(jìn)行觀察來確認(rèn)。
在本發(fā)明理想的狀態(tài)下，對于在上述條件下進(jìn)行濺射所得到的薄膜，在成膜后，最好把得到的薄膜在含氧氣氛中進(jìn)行加熱-逐漸冷卻的退火熱處理。該熱處理最好是在800～960℃范圍內(nèi)的加熱溫度下進(jìn)行，熱處理時的冷卻速度最好在10℃/分以下。該熱處理時的氧分壓最好為0.1～10個氣壓，由于進(jìn)行該處理，調(diào)整了上述復(fù)合氧化物的氧欠缺，未經(jīng)該處理的薄膜其超導(dǎo)特性惡化，有不能呈現(xiàn)超導(dǎo)特性的情形，因而，最好要進(jìn)行上述熱處理。
上述這類復(fù)合氧化物超導(dǎo)體，對其臨界電流密度來說，具有結(jié)晶各向異性。即在與由結(jié)晶的a軸和b軸所決定的平面相平行的方向上電流容易流動，至今為止，為了達(dá)到使結(jié)晶方向一致的目的，作為基片使用與復(fù)合氧化物超導(dǎo)體結(jié)晶晶格間距有相似晶格間距的MgO、SrTiO3及YSZ等單晶的特定面作為成膜面。然而，對于在此之前所制成的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜，由于不可能使結(jié)晶方向取得十分一致等原因，臨界電流密度Jc最大限度只能提高到10萬A/Cm2的程度。
本發(fā)明通過選擇上述(1)-(4)條件中的至少一個為最佳值，可以使復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜表面平滑性優(yōu)良，從而使臨界電流密度Jc一舉提高二位數(shù)達(dá)到100萬A/Cm2級。
通過使復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜表面平滑性優(yōu)良從而大幅度提高臨界電流密度Jc的原因現(xiàn)在還不能說明，但是本發(fā)明的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體對其電阻來說具有結(jié)晶各向異性，在基片的成膜面上形成的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜，其結(jié)晶的c軸相對于基片成膜面垂直或為接近于垂直的角度，可以認(rèn)為增大了臨界電流密度。因此，最好用MgO單晶基片或SrTiO3單晶基片的｛001｝面作為成膜面。而且，可以用｛110｝面而使c軸同基片平行，也可以用特別指定的與c軸垂直的方向。而且，由于MgO、SrTiO3其熱膨脹率同上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體接近，在加熱、冷卻的過程中不會把不必要的應(yīng)力加到薄膜上，不用擔(dān)心薄膜破損。
根據(jù)以上詳細(xì)敘述，表明了根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜與用現(xiàn)有方法制造的相比較其Jc遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高。
下面，用實施例來說明根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜復(fù)合體及超導(dǎo)線材的制造方法，但本發(fā)明的技術(shù)范圍，不受下面所公開的內(nèi)容的任何限制。
再者，下述實施例是對于上述Ln1Ba2Cu3O7-x類超導(dǎo)體和(La1-xαx)2CuO4類超導(dǎo)體為確定上述(1)～(4)中任何一個條件的最佳范圍而進(jìn)行的。
在實施例中，臨界溫度Tc按常用方法四端子法進(jìn)行測量。臨界電流密度Jc是在Tc為77.0K時一邊測定試驗配料的電阻一邊增加電流量，把測定試驗配料電阻時的電流量換算為電流路經(jīng)單位面積的值而記錄下來的。還有，根據(jù)從SEM(掃描電子顯微鏡)的照片來計算薄膜表面光潔度Rmax。
Ln Ba Cu O類超導(dǎo)薄膜實施例1根據(jù)上面所說明的本發(fā)明的方法，用RF磁控濺射法制造超導(dǎo)薄膜，使用的靶是由下述表1所示的鑭系元素Ln、Ba、Cu的原子比例Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35構(gòu)成的復(fù)合氧化物L(fēng)n-Ba-Cu-O陶瓷，靶為直徑φ100mm的圓形，各種情況下成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片MgO(001)面氣氛氣體O2/(O2+Ar)＝20%氣氛氣壓0.1Torr基片溫度700℃高頻電力40W(0.51W/Cm2)時間6小時膜厚0.88μm(成膜速度0.35 /秒)成膜之后，在大氣壓、900℃的溫度中保持3小時后，以5℃/分的冷卻速度冷卻。所得到的超導(dǎo)薄膜的臨界溫度和臨界電流密度由表1所示。
再者，為進(jìn)行對比，除高頻電力為150W(1.9W/Cm2)以外，在完全相等的條件下的制造結(jié)果也表示在表1中。
根據(jù)上述本發(fā)明的方法制造的超導(dǎo)薄膜，與對比例相比大幅度地提高了臨界電流。
而且，對應(yīng)于用現(xiàn)有的方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面有幾微米的晶粒存在，而根據(jù)本發(fā)明的膜表面在SEM下放大一萬倍觀察不到凹凸情況，可以推斷出用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其組織各處一樣地致密。
實施例2通過RF磁控濺射來實施上面敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜制造方法，使用的靶是用常用方法燒結(jié)原料粉末而制成的Ln-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物陶瓷，此原料粉末是下述表2所示的鑭系元素Ln同Ba、Cu、以原子比例Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35來形成。靶是直徑為φ100mm的圓板。各種情況下的成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片MgO(001)面基片溫度700℃氣氛氣體O2/(O2+Ar)＝20%氣氛氣壓0.1Torr高頻電力40W(0.51W/Cm2)時間6小時膜厚0.88μm(成膜速度0.35
/秒)
成膜之后，以900℃的溫度在大氣壓的O2中保持1小時，之后，以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻。所得到的超導(dǎo)薄膜的臨界溫度和臨界電流密度如表2所示。
為了進(jìn)行對比，除成膜速度為1.5A/秒之外表2也表示出對比例在完全相等的條件下制造情況的結(jié)果。
如上述可見根據(jù)本發(fā)明的方法制造的超導(dǎo)薄膜與對比例相比，大幅度地提高了臨界電流。
而且，對應(yīng)于由現(xiàn)有方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面有幾微米的晶粒存在，而根據(jù)本發(fā)明的方法制造的，在SEM下放大一萬倍進(jìn)行觀察其表面的情況下，在其表面大部分面積上見不到凹凸現(xiàn)象這可推斷出用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其組織是一樣的。
實施例3下面的本發(fā)明實施例是通過RF磁控濺射來實施上面所敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜制造方法的例子。
所使用的靶是用常用的方法燒結(jié)原料粉末而制成的Ln-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物陶瓷，此原料粉末用下述表3所示的鑭系元素Ln同Ba、Cu以原子比例Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35來形成的。靶使用直徑為φ100mm的圓板，各種情況的成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片MgO(001)面基片溫度700℃壓力0.1Torr濺射氣體O2(20%)/Ar(80%)高頻電力40W(0.51W/Cm2)時間6小時膜厚0.88μm成膜速度0.35 /秒退火900℃/3小時(以5℃/分冷卻)所得到的超導(dǎo)薄膜的臨界溫度，臨界電流密度及表面光潔度如表3所示。
為了進(jìn)行對比，除成膜速度為1.5A/秒之外，在與上述完全相等的條件下，對比例的制造情況的結(jié)果也在表3中表示出來。
由上述可見，根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜與對比例相比大幅度地提高了臨界電流。
而且，盡管在用本發(fā)明的方法制成的薄膜表面上只有少許一點點(約全部表面積的1%)觀察到了幾微米級的空位，但在SEM下放大一萬倍觀察其表面的情況下，其表面的大部分面積上見不到凸凹現(xiàn)象。而用本發(fā)明范圍以外的方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜，其表面大多存在幾微米的晶粒。
實施例4通過RF磁控濺射來實施上面敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜制造方法。所使用的靶是根據(jù)常用方法燒結(jié)原料粉末而制成的Ln-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物陶瓷，此原料粉末由下述表4所示的鑭系元素Ln同Ba、Cu以原子比Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35來形成。靶由直徑為φ100mm的圓板做成。各種情況下成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片MgO(001)面基片溫度700℃氣氛氣體O2/(O2+Ar)＝50%
氣氛氣壓0.1Torr高頻電力150W(1.9W/Cm2)時間6小時膜厚0.88μm(成膜速度0.35A/秒)成膜之后，以900℃的溫度在大氣壓的O2中保持1小時，之后，以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻，所得到的超導(dǎo)薄膜的臨界溫度和臨界電流密度如表4所示。
為了進(jìn)行對比，除成膜速度為1.5A/秒以外，用完全相等的條件制造情況的結(jié)果作為對比例也在表4中表示出來。
由上述可見，根據(jù)本發(fā)明的方法制造的超導(dǎo)薄膜與對比例相比，大幅度地提高了臨界電流，而且，對應(yīng)于根據(jù)現(xiàn)有方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面有幾微米的晶粒存在，對于本發(fā)明的方法制造的，在SEM下放大一萬倍進(jìn)行觀察，在其表面的大部分面積上見不到凹凸現(xiàn)象。這可推斷出用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其組織是一樣的。
實施例5通過RF磁控濺射來實施上面敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜制造方法。
所使用的靶是用常用方法燒結(jié)原料粉末而制成的Ln-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物陶瓷，此原料粉末用下述表5所示的鑭系元素Ln同Ba、Cu以原子比Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35構(gòu)成。靶由直徑為φ100mm的圓板做成。各種情況下的成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片MgO(001)面基片溫度690℃高頻電力100W(1.27W/Cm2)
時間 6小時膜厚 0.88μm成膜速度 0.35 /秒成膜氣壓 0.15Torr成膜氣體組成O2/Ar(20/80)成膜之后，以910℃的溫度在大氣壓中保持3小時，之后，以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻。所得到的超導(dǎo)薄膜的臨界溫度和臨界電流密度如表5所示。
為了進(jìn)行對比，除成膜氣壓為0.0008Torr及0.7Torr且高頻電力為150W(1.9W/cm2)之外，在與上述完全相等的條件下所制造的情況的結(jié)果也在表5中表示出來。
注(1)氣壓＝0.0008Torr高頻電力＝150W(1.9W/cm2)(2)氣壓＝0.7Torr高頻電力＝150W(1.9W/cm2)由上述可見用本發(fā)明的方法制造的超導(dǎo)薄膜與對比例相比，大幅度地提高了臨界電流。
而且，用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面在SEM下放大一萬倍進(jìn)行觀察，其表面大約98%以上的面積見不到凹凸現(xiàn)象。但是，用本發(fā)明范圍以外的方法所制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜，其表面大多存在幾微米的晶粒。
實施例6是用RF磁控濺射來制造上面敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)線材。
作為芯材是采用用拉絲法從MgO單晶棒進(jìn)行拉絲成為直徑1mm長度150mm的條，在常用的RF磁控管濺射裝置的基片架上一邊旋轉(zhuǎn)上述條一邊進(jìn)行濺射。
而且，所使用的靶是用常用方法燒結(jié)原料粉末所制成的Ln-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物陶瓷，該原料粉末用下述表6所示的鑭系元素Ln同Ba、Cu以原子比例Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35構(gòu)成。靶采用直徑為φ100mm的圓板。各種情況下的成膜條件相同，其成膜條件是以下這樣芯材加熱溫度 700℃濺射壓力 0.1Torr氧氣比率 O2(20%)/Ar(80%)高頻電力 40W(0.51W/cm2)時間 6小時成膜速度 0.30
/秒退火 900℃/3小時(以5℃/分冷卻)所得到的線材的臨界溫度，臨界電流密度及表面光潔度如表6所示。
盡管在根據(jù)本發(fā)明的方法在芯材上所形成的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜的表面上只有少許一點點(約全部表面的1%)觀察到了幾微米級的空位，但在SEM下放大一萬倍觀察其表面的情況下，在其表面大部分面積上見不到凹凸現(xiàn)象。而根據(jù)本發(fā)明的方法范圍以外的方法所制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面大多存在幾微米的晶粒。
(La1-xax)2CuO4類超導(dǎo)體實施例7是根據(jù)上面敘述的本發(fā)明的方法，用RF磁控濺射法制造超導(dǎo)薄膜。
試驗配料是分別把La∶Ba∶Cu的組成比為1.8∶0.2∶1的復(fù)合氧化物燒結(jié)體制成為靶和把La∶Sr∶Cu的組成比為1.8∶0.2∶1的復(fù)合氧化物燒結(jié)體制成為靶。還有，靶采用直徑為φ100mm的圓形物。
基片 MgO(001)面O2/(O2+Ar) 20%壓力 0.1Torr基片溫度 700℃高頻電力 40W(0.51W/cm2)時間 6小時膜厚 0.88μm(成膜速度 0.35 /秒)成膜之后，以900℃的溫度在大氣壓中(O2分壓約為0.2Torr)保持3小時，之后，以5℃/分的冷卻速度冷卻。
為了進(jìn)行對比，分別使用相同的靶，除了只有外加電力為150W(1.9W/cm2)之外，用完全相等的條件制造了復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜。
其結(jié)果總示于表7。
實施例8通過RF磁控濺射來實施上面敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜制造方法。靶分別采用用常用方法燒結(jié)La、Ba、Cu的原子比例La∶Ba∶Cu為1.8∶0.2∶1形成的原料粉末制成的La-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物燒結(jié)體，利用常用方法燒結(jié)La、Sr、Cu的原子比例La∶Sr∶Cu為1.8∶0.2∶1形成的原料粉末制成的La-Ba-Cu-O復(fù)合氧化物燒結(jié)體。靶是直徑為φ100的圓板。各種情況的成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片 MgO(001)面O2/(O2+Ar) 20%基片溫度 700℃壓力 0.1Torr高頻電力 40W(0.51W/cm2)時間 6小時膜厚 0.88μm(成膜速度 0.35 /秒)成膜之后，以900℃的溫度在大氣壓的O2中保持一小時，之后，以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻。
為了進(jìn)行對比，除了在相同的靶的情況下成膜速度為1.5 /秒之外，在完全相等的條件下制造復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜。
所得到的結(jié)果 總表示在表8中。
實施例9下面的本發(fā)明的實施例是通過RF磁控濺射來實施上面敘述的本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜制造方法。
所用的靶是用常用的方法燒結(jié)原料粉末制成的復(fù)合氧化物燒結(jié)體，此原料粉末用代表La或Sr的元素a同La、Cu以原子比例La∶a∶Cu為1.8∶0.2∶1構(gòu)成。靶采用直徑為φ100mm的圓板。各種情況的成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片 MgO(001)面基本溫度 700℃壓力 0.1Torr濺射氣體 O2(20%)/Ar(80%)高頻電力 40W(0.51W/cm2)時間 6小時膜厚 0.88μm成膜速度 0.35 /秒退火 900℃/3小時
(以5℃/分冷卻)而且，對應(yīng)于各種靶在其它成膜條件相同而成膜速度為1.5
/秒的條件下制造對比例。
其結(jié)果都表示在表9中。
由上述可見，根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜與對比例相比大幅度地提高了臨界電流。
而且，盡管在根據(jù)本發(fā)明的方法制成的薄膜表面上只有少許一點點(約全部表面積的1%)觀察到了幾微米級的空位，但在SEM下放大一萬倍觀察其表面的情況下，其表面的大部分面積上見不到凹凸現(xiàn)象，而通過本發(fā)明方法范圍以外的方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜在其表面上大多存在幾微米的晶粒。
實施例10是通過RF磁控濺射制成本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜，所用的靶是用常用方法燒結(jié)原料粉末而制成的復(fù)合氧化物燒結(jié)體，此原料粉末由La與Sr或Ba與Cu以原子比例La∶a∶Cu為1.8∶0.2∶1構(gòu)成。靶是直徑為φ100mm的圓板。各種情況的成膜條件相同，其成膜條件如下面這樣基片 MgO(001)面O2/(O2+Ar) 50%基片溫度 700℃壓力 0.1Torr高頻電力 150W(1.9W/cm2)時間 6小時膜厚 0.88μm(成膜速度 0.35 /秒)成膜后，在900℃的大氣壓的O2中保持一小時后以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻。
為了對比，除成膜速度為1.5 /秒以外，在完全相等的條件下制造復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜。
所得結(jié)果都在表10中表示出來。
對于用現(xiàn)有方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜在其表面上存在幾微米的晶粒，而由本發(fā)明的方法制造的，在SEM下放大一萬倍觀察其表面的情況下，在其表面大部分面積上見不到凹凸現(xiàn)象?？梢酝茢喑鲇帽景l(fā)明的方法制造的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其組織是一樣的。
實施例11是通過RF磁控濺射制成本發(fā)明的超導(dǎo)薄膜。所使用的靶是采用以常用方法燒結(jié)原料粉末而制成的復(fù)合氧化物燒結(jié)體，原料粉末是由La、代表Ba或Sr的元素a和Cu以原子比例La∶a∶Cu為1.8∶0.2∶1所構(gòu)成。靶是直徑為φ100mm的圓板，各種情況的成膜條件相同，其成膜條件是下面這樣基片 MgO(001)面基片溫度 690℃高頻電力 100W(1.27W/cm2)時間 6小時膜厚 0.88μm成膜速度 0.35 /秒成膜氣壓 0.15Torr成膜氣體構(gòu)成 O2/Ar(20∶80)成膜之后，以910℃的溫度在大氣壓中保持3小時，之后，以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻，其結(jié)果由表11所示。
為了進(jìn)行對比，除成膜氣壓為0.0008Torr和0.7Torr外，在與上述完全相同的條件下制造復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜，在這種情況下的結(jié)果也表示在表11中。
在SEM下放大一萬倍觀察用本發(fā)明的方法制造復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜表面，其表面的大約98%以上的面積上見不到凹凸現(xiàn)象。但，用本發(fā)明范圍之外的方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面大多存在幾微米的晶粒。
Ln Ba Cu O類超導(dǎo)薄膜實施例12是根據(jù)上面敘述的本發(fā)明的制造方法制造超導(dǎo)薄膜。所使用的靶是由下述表12所示的鑭系元素Ln與Ba、Cu以原子比例Ln∶Ba∶Cu為1∶2.24∶4.35構(gòu)成的復(fù)合氧化物L(fēng)n-Ba-Cu-O陶瓷，靶是直徑為φ100mm的圓板。各種情況的成膜條件相同，其成膜條件如下面這樣基片 MgO(001)面基片溫度 700℃壓力 0.01～0.1Torr高頻電力 40W(0.51W/cm2)時間 6小時膜厚 0.8μm成膜之后，以900℃的溫度在大氣壓的O2中保持一小時，之后，以5℃/分的冷卻速度進(jìn)行冷卻。
為了進(jìn)行對比，除高頻電力為150W(1.9W/cm2)外，在完全相等的條件下，制造含Ho的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜，這種情況的結(jié)果也都表示在表12中。
由上述可見，根據(jù)本發(fā)明的方法制造的超導(dǎo)薄膜與對比例相比，大幅度地提高了臨界電流密度。對于用現(xiàn)有方法制造的對比例的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其表面存在幾微米的晶粒，而用本發(fā)明方法制造的，在SEM下放大一萬倍觀察其表面，見不到凹凸現(xiàn)象，可以推斷出來，用本發(fā)明的方法制造的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜其組織是同樣致密的。
權(quán)利要求
1.一種由芯材同通過物蒸鍍法在該芯材上形成含有復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜所構(gòu)成的超導(dǎo)線材，其特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜表面的實質(zhì)部分是平滑的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜表面的光潔度Rmax(基準(zhǔn)長度＝1000μm)在0.2μm以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜是由通式Ln1Ba2Cu3O7-X所表示的復(fù)合氧化物(其中，Ln代表由La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Y、Er、Yb、Tm和Lu所組成的組中選擇出來的至少一個鑭系元素，x為滿足0≤x＜1的數(shù))。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)超導(dǎo)線材，其特征在于上述Ln是Y、Er、Ho或Dy。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜為通式(La1-xax)2CuO4，但元素a是Ba或Sr。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述芯材是金屬的線材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)線材，其特征在于通過在上述金屬線材上形成的陶瓷薄膜層使上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷是氧化物或復(fù)合氧化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷是單晶，多晶或玻璃的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷的單晶或多晶包括具有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶晶格間距相似的晶格間距的氧化物結(jié)晶。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷是MgO、SrTiO3或ZrO2。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷表面具有(001)面或(110)面。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述芯材是陶瓷線材。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷是氧化物或復(fù)合氧化物。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷是單晶、多晶或玻璃的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷的單晶或多晶包括具有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶晶格間距相似的晶格間距的氧化物結(jié)晶。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項所述的超導(dǎo)線材，上述陶瓷是MgO、SrTiO3或ZrO2。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項所述的超導(dǎo)線材，其特征在于上述陶瓷表面具有(001)面或(110)面。
19.一種包括在芯材上通過物理蒸鍍法形成含有復(fù)合氧化物為主的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜工序的超導(dǎo)線材制造方法，其特征在于通過調(diào)節(jié)從成膜速度、成膜氣壓、氧氣比例、高頻電力和成膜氣壓中選擇出的至少一個參數(shù)，在使最終得到的復(fù)合氧化物超導(dǎo)薄膜表面的實質(zhì)部分為平滑的條件下，實施上述物理蒸鍍法。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜表面的實質(zhì)部分的表面光潔度Rmax(基準(zhǔn)長度＝1000μm)為0.2μm以下。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其特征在于上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜是由通式Ln1Ba2Cu3O7-X所表示的復(fù)合氧化物(其中，Ln代表從La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Y、Er、Yb、Tm和Lu所組成的組中選擇出來的至少一個鑭系元素，x是滿足0≤X＜1的數(shù))。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于上述Ln是Y、Er、Ho或Dy。
23.根據(jù)權(quán)利要求18或20所述的方法，其特征在于上述復(fù)合氧化物導(dǎo)體薄膜為下述通式(La1-xax)2CuO4(元素a是Ba或Sr)表示。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項所述的方法，其特征在于上述芯材是金屬線材。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于通過在上述金屬線材上形成的陶瓷薄膜層使上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于上述陶瓷是氧化物或復(fù)合氧化物。
27.根據(jù)權(quán)利要求25和26所述的方法，其特征在于上述陶瓷是單晶、多晶或玻璃的。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于上述陶瓷單晶或多晶包含具有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶晶格間距相似的晶格間距的氧化物結(jié)晶。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至28中任一項所述的方法，其特征在于上述陶瓷是MgO、SrTiO3或ZrO2。
30.根據(jù)權(quán)利要求25至29中任一項所述的方法，其特征在于上述陶瓷表面具有(001)面或(110)面。
31.根據(jù)權(quán)利要求19至23中任一項所述的方法，其特征在于上述芯材是陶瓷線材。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于上述陶瓷是氧化物或復(fù)合氧化物。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的方法，其特征在于上述陶瓷是單晶、多晶或玻璃的。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于上述陶瓷的單晶或多晶包含具有與上述復(fù)合氧化物結(jié)晶晶格間距相似的晶格間距的氧化物結(jié)晶。
35.根據(jù)權(quán)利要求31至34中任一項所述的方法，其特征在于上述陶瓷是MgO，SrTiO3或ZrO2。
36.根據(jù)權(quán)利要求31至35中任一項所述的方法，其特征在于上述陶瓷表面具有(001)面或(110)面。
37.根據(jù)權(quán)利要求19至36中任一項所述的方法，上述物理蒸鍍時的成膜速度在0.05～1 /秒的范圍內(nèi)。
38.根據(jù)權(quán)利要求19至37中任一項所述的方法，其特征在于惰性氣體同氧的混合氣體作為上述物理蒸鍍時的氣氛，該混合氣體中氧的比例為5-95%。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于上述混合氣體中氧的比例為10-80%。
40.根據(jù)權(quán)利要求19至39中任一項所述的方法，其特征在于在上述物理蒸鍍時加熱基片。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于上述基片溫度為200至950℃。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于上述基片溫度為500至920℃。
43.根據(jù)權(quán)利要求19至42所述的方法，其特征在于上述物理蒸鍍是濺射，濺射時的氣壓在0.001～0.5Torr范圍內(nèi)。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，上述濺射時的氣體壓力在0.01～0.3Torr的范圍內(nèi)。
45.根據(jù)權(quán)利要求43或44所述的方法，其特征在于上述濺射時的濺射氣體中O2的比例為5至95分子百分比。
46.根據(jù)權(quán)利要求43至45中任一項所述的方法，其特征在于通過RF濺射進(jìn)行上述物理蒸鍍，該RF濺射時的高頻電力在0.064～2.55W/cm2的范圍內(nèi)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于上述高頻電力在0.064～2.55W/cm2的范圍內(nèi)。
48.根據(jù)權(quán)利要求43至47中任一項所述的方法，其特征在于上述濺射是磁控濺射。
49.根據(jù)權(quán)利要求19至48中任一項所述的方法，其特征在于在含氧氣氛中對成膜后的薄膜進(jìn)行熱處理。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于上述熱處理時的加熱溫度在800至960℃的范圍內(nèi)。
51.根據(jù)權(quán)利要求49或50所述的方法，其特征在于上述熱處理后的冷卻速度在10℃/分以下。
52.根據(jù)權(quán)利要求49至51中任一項所述的方法，其特征在于上述熱處理時的氧分壓為0.1至10個氣壓。
全文摘要
一種用物理蒸鍍法在MgO、SrTiO本發(fā)明的特征在于在使上述復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜表面的光潔度R
文檔編號H01B12/06GK1067524SQ9210203
公開日1992年12月30日 申請日期1992年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月20日
發(fā)明者田中三郎, 系崎秀夫, 檜垣賢次郎, 失津修示, 尚代哲司 申請人:住友電器工業(yè)株式會社