エキシマレーザによる酸化物高温超伝導薄膜の低温作製と評価

准分子激光氧化物高温超导薄膜的低温制备与评估

• 批准号: 01645001
• 负责人: 清水 立生
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kanazawa University
• 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-01645001/
• 关键词: 高温超伝導薄膜; レーザーアブレーション; エキシマレーザー; シリコン基板; 薄膜成長表面へのレーザー照射; 低温薄膜作製; 一酸化二窒素ガス

1.目的本研究では、ArFエキシマレーザを用いたレーザアブレーション法に着目し、その基礎的な堆積機構を明らかにすると共に、良好な酸化物高温超伝導薄膜を主にシリコン基板に直接、低基板温度で作製することを主な目的とする。2.実験結果の概要(1)レーザアブレーションの基礎過程を明らかにするため、エキシマレーザ照射によるY系超伝導ターゲット表面の過渡的温度上昇を計算した。ここではターゲット最表面での物質の気化による冷却を考慮している。その結果、レーザアブレーション現象は最表面直下の高温溶融部の爆発的射出で説明できることを示した。次に、同じ計算手法を用いて、薄膜成長表面上へのレーザ照射についてもシミュレーションを試みた。この薄膜成長表面へのエキシマレーザ照射は、超伝導特性並びに表面平滑性の改善に効果がある。計算の結果、照射により400度もの温度上昇が生じ、特性改善には過渡的な温度上昇効果が無視できないことを示した。(2)Y系超伝導薄膜の堆積温度の低減のため、O_2ガスの替わりにN_2Oガスをアブレーションの雰囲気ガスとして用いた場合の効果について調べた。その結果、N_2OはO_2に比べよりc軸配向を促進する効果があることがわかった。種々の作製法で、基板温度を上げるとc軸配向性が促進されることが知られており、N_2Oガスは実効的に基板温度を高めるのと同じ様な効果があるとみることができる。(3)N_2O雰囲気でも、薄膜成長表面へのレーザ照射を行った結果、レーザ照射により臨界温度が増加する傾向にあることがわかった。

1. The purpose of this study で は, ArF エ キ シ マ レ ー ザ を with い た レ ー ザ ア ブ レ ー シ ョ に ン method with し, そ の foundation な accumulation institution を Ming ら か に す る と に, good な acidification content high temperature super 伝 guide film を advocate に シ リ コ ン substrate に directly, low substrate temperature で す る こ と を main purpose な と す る. 2. Be 験 results の profile (1) レ ー ザ ア ブ レ ー シ ョ ン の based process を Ming ら か に す る た め, エ キ シ マ レ ー ザ irradiation に よ る Y series ultra 伝 guide タ ー ゲ ッ ト surface の transition temperature rise を computing し た. The most surface で <s:1> substance <e:1> is vaporized による cooled を consider the を て る る る る る. そ の results, レ ー ザ ア ブ レ ー シ ョ ン phenomenon は straight の under high temperature melt the surface of explosion の 発 injection で illustrate で き る こ と を shown し た. に, with じ calculation technique を い て, thin film growth on the surface of へ の レ ー ザ irradiation に つ い て も シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を try み た. The <s:1> <s:1> film grows the surface of へ エキシ エキシ レ レ レ ザ ザ ザ irradiation <s:1>, super伝 conductivity properties and びに surface smoothness <s:1> improvement effect がある. Calculation の result, illuminate に よ り 400 degrees も の temperature rise が じ, features improve に は transition of unseen fruit が な temperature rises to ignore で き な い こ と を shown し た. (2) Y is super 伝 guide film の accumulation is の low temperature reduction の た め, O_2 ガ ス の for わ り に N_2O ガ ス を ア ブ レ ー シ ョ ン の 雰 囲 気 ガ ス と し て in い た occasions の unseen fruit に つ い て adjustable べ た. The そ そ results show that N_2O がある O_2に promotes する effect がある がある とがわ に った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った った Kind of 々 の way で and substrate temperature on the を げ る と c axis with tropism が promote さ れ る こ と が know ら れ て お り, N_2O ガ ス は be sharper に substrate temperature high を め る の と with じ others な unseen fruit が あ る と み る こ と が で き る. (3) the N_2O 雰 囲 気 で も, thin film growth surface へ の レ ー ザ line irradiation を っ た results, レ ー ザ irradiation に よ が り critical temperature raised with す る tendency に あ る こ と が わ か っ た.

项目成果

S.Otsubo,T.Minamikawa,Y.Yonezawa,A.Morimoto,and T.Shimizu: "Thermal Analysis of Target Surface in the Ba-Y-Cu-O Film Preparation by Laser Ablation Method" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L73-L76 (1990)

S.Otsubo、T.Minamikawa、Y.Yonezawa、A.Morimoto 和 T.Shimizu：“激光烧蚀法制备 Ba-Y-Cu-O 薄膜中目标表面的热分析”日本应用物理学杂志。

S.Otsubo,T.Minamikawa,Y.Yonezawa,T.Maeda,A.Morimoto,and T.Shimizu: "Crystallization Induced by Laser Irradiation in Ba-Y-Cu-O Superconducting Films Prepared by Laser Ablation" Japanese Journal of Applied Physics. 28. 2211-2218 (1989)

S.Otsubo、T.Minamikawa、Y.Yonezawa、T.Maeda、A.Morimoto 和 T.Shimizu：“通过激光烧蚀制备的 Ba-Y-Cu-O 超导薄膜中激光照射诱导结晶”日本应用杂志

T.Minamikawa,Y.Yonezawa,S.Otsubo,T.Maeda,A.Morimoto,and T.Shimizu: "Effect of N_2O on Preparation of Ba_2YCu_3O_x Films Excimer Laser Ablation with Laser Irradiation on Growing Surface" Proceedings of the 2nd International Symposium on Superconductivity.

T.Minamikawa,Y.Yonezawa,S.Otsubo,T.Maeda,A.Morimoto,and T.Shimizu:“N_2O对生长表面激光辐照准分子激光烧蚀制备Ba_2YCu_3O_x薄膜的影响”第二届国际研讨会论文集

A.Morimoto,M.Makida,A.Moto,and T.Shimizu: "Nonresonant Microwave Absorption and Critical Current Density in High Tc Superconductors" Proceedings of the 2nd International Symposium on Superconductivity.

A.Morimoto、M.Makida、A.Moto 和 T.Shimizu：“高温超导体中的非共振微波吸收和临界电流密度”第二届国际超导研讨会论文集。