酸化物高温超伝導体単結晶薄膜光エピタキシー装置の試作

本研究は酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-δ>(臨界温度:90k)のエレクトロニクス応用のための薄膜製作技術の確立を目指すものである。この場合、高温超伝導体薄膜は、平滑な表面と極めて一様な特性をもつ高品質品単結晶薄膜であることが要求される。この要求に対処するために本研究では、光子エネルギーを利用して薄膜の低温エピタキシャル成長を可能とする光エピタキシー装置を試作した。得られた成果は以下のようにまとめられる。1.対向ターゲット式高周波マグネトロンスパッタ装置を基本として、これに基板照射用紫外光源を付設することで、光エピタキシー装置を構成できた。2.YBa_2Cu_3O_<7-δ>単結晶薄膜のエピタキシャル条件を明らかにした。(1)MgOおよびSrTiO_3単結晶基板上でのエピタキシャル成長は、550ー650℃で行なわれる。(2)このエピタキシャル成長には、基板とプラズマの相互作用の制御が必要である。(3)この成長温度を低めるには、酸素ガスの光あるいはプラズマによる活性化が有効である。なお、今後の研究計画としては、得られるYBa_2Cu_3O_<7-δ>単結晶薄膜のより一層の高品質化をはかり、その超伝導デバイスへの応用を進めることである。

本研究は酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_<7-δ>(臨界温度:90k)のエレクトロニクス応用のための薄膜製作技術の確立を目指すものである。この場合、高温超伝導体薄膜は、平滑な表面と極めて一様な特性をもつ高品質品単結晶薄膜であることが要求される。この要求に対処するために本研究では、光子エネルギーを利用して薄膜の低温エピタキシャル成長を可能とする光エピタキシー装置を試作した。得られた成果は以下のようにまとめられる。1.対向ターゲット式高周波マグネトロンスパッタ装置を基本として、これに基板照射用紫外光源を付設することで、光エピタキシー装置を構成できた。2.YBa_2Cu_3O_<7-δ>単結晶薄膜のエピタキシャル条件を明らかにした。(1)MgOおよびSrTiO_3単結晶基板上でのエピタキシャル成長は、550ー650℃で行なわれる。(2)このエピタキシャル成長には、基板とプラズマの相互作用の制御が必要である。(3)この成長温度を低めるには、酸素ガスの光あるいはプラズマによる活性化が有効である。なお、今後の研究計画としては、得られるYBa_2Cu_3O_<7-δ>単結晶薄膜のより一層の高品質化をはかり、その超伝導デバイスへの応用を進めることである。