高温超伝導薄膜の紫外線励起原子層エピタキシ-

高温超导薄膜的紫外激发原子层外延

• 批准号: 01644506
• 负责人: 川辺 光央
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01644506/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; BiSrCaCuO; 原子層エピタキシ-; 紫外線励起; 分子線エピタキシ-

1.オゾンが低圧水銀ランプの輝線(253.7nm)付近で大きな吸収係数(130atm^<-1>cm^<-1>)をもち,効率良くO_3→O_2+O(量子効率=1)と分解することに着目し金属の酸化促進効果を調べた。オ-ジェ電子分光によって評価した結果,オゾン+紫外線照射によってCuおよびBiの酸化が著しく促進されることが明かになつた。以後オゾン+紫外線照射下で成長した。2.組成制御性を確認するために,同時蒸着法によってMgO(100)基板上に680℃で低Tc相のBi_2Sr_2Ca_1Cu_2Oxを成長させた。as-grown薄膜のX線回折スペクトルは,主に2201相(Bi_2Sr_2Ca_0Cu_1Ox)のc軸配向を示したが,2212相のピ-クもわずかに観測された。アニ-ルを施すと,ほぼ2212単相となり,零抵抗温度約76kを示した。3.原子層成長を行い,in situ RHEED(高速電子線回折)によって成長機構を調べた。SrTiO_3(STO)とMgO(共に(100)面)基板上に同時に成長させた。1-BiO,2-SrO……6-SrO,7-BiOと2212相の結晶構造に従って1原子層ずつ蒸着しRHEED像を観察した。格子ミスマッチの大きなMgO基板では2層目のSrO蒸着でストリ-クからスポッティ-に変化し,単位ユニット(1-BiOから7ーBiOまで)成長後でも顕著な結晶性の改善は見られない。これに対して格子ミスマッチの小さなSTO基板(BiSrCaCuOの格子定数5.4AとSTOの格子定数3.9Aの√<2>倍(5.52A)とのミスマッチングはわずか2%)では4層目のCaまでストリ-キ-で,5層目のCuO_2で初めてスポットが現れ,7層目のBiO蒸着によって,それまでスポッティ-であったものが再びストリ-キ-に変化した。このことは,STO基板上のエピタキシャル成長は,各層ごとの層状成長ではなく,一旦3次元的な成長が始まり更に多結晶になったものが,単位ユニット成長後に再配列し結晶軸がそろってっくると同時に表面平坦化が起こることを示している。YBaCuOでも類似の現象が報告されている。

1. The absorption coefficient (130 atm ^ cm^ ) of mercury at low pressure is close to the absorption line (253.7 nm)<-1><-1>, and the efficiency is good from O_3 to O_2+O(quantum efficiency =1). As a result of electron spectroscopy, Cu and Bi were acidified by UV irradiation. After that, it will grow under ultraviolet irradiation. 2. The composition control property was confirmed by simultaneous evaporation method. Bi_2Sr_2Ca_1Cu_2Ox with low Tc phase was grown on MgO(100) substrate at 680℃. X-ray reflection of as-grown thin films shows the c-axis alignment of the main phase 2201 (Bi_2Sr_2Ca_0Cu_1Ox), and that of the main phase 2212. The zero resistance temperature is about 76K. 3. Atomic layer growth in situ RHEED(High Speed Electron Line Reflex) SrTiO_3(STO) and MgO(common (100) plane) grow simultaneously on the substrate. 1-BiO,2-SrO... 6-SrO,7-BiO 2212 phase crystal structure The crystal structure of MgO substrate is improved after the growth of SrO vapor with 2 layers of SrO vapor, 1-BiO and 7-BiO vapor. The lattice size of BiSrCaCuO is 5.4A and the lattice size of STO is 3.9A. The lattice size of BiSrCaCuO is <2>5.52A and the lattice size of STO is 3.9A. The STO substrate is grown in layers, and once the three-dimensional growth begins, the multi-crystal growth begins, and the single crystal growth rearranges the crystal axis while the surface planarization begins. YBaCuO

项目成果

横山新: "原子層蒸着法によるBi-Sr-Ca-Cu-O薄膜の作製" 第50回応用物理学会学術講演会講演予稿集第1分冊. 121 (1989)

Arata Yokoyama：“通过原子层沉积制备 Bi-Sr-Ca-Cu-O 薄膜”日本应用物理学会第 50 届年会论文集，卷 1. 121 (1989)

石橋隆幸: "オゾン・紫外線照射MBEによるBiSrCaCuOの薄膜の製作" 第37回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. (1990)

Takayuki Ishibashi：“通过臭氧/紫外线照射 MBE 制备 BiSrCaCuO 薄膜”第 37 届应用物理学会会议记录（1990 年）。

川辺光央: "Bi-Sr-Ca-Cu-O薄膜の原子層成長" 筑波大学変換技術開発特別プロジェクト研究第4回研究会講演集. 67-68 (1989)

Mitsuo Kawabe：“Bi-Sr-Ca-Cu-O薄膜的原子层生长”筑波大学转换技术开发特别项目研究第4次研究会议讲座67-68（1989）。

横山新: "Atomic Layer Deposition of Bi-Sr-Ca-Cu-O Thin Films" Journal of Crystal Growth. (1990)

Arata Yokoyama：“Bi-Sr-Ca-Cu-O 薄膜的原子层沉积”晶体生长杂志 (1990)。