酸化物超伝導体薄膜の原子層成長

平成6年度においては、無限層化合物の原子層成長における基板結晶表面との間の界面層の状態をイオン散乱法により明らかにした。また、無限層化合物の各原子層表面の構造を観察し、Cu-O表面に置ける高酸素濃度相が二価のCuO2形成に必要であることを明らかにした。キャリアー供給相として、炭素根を含む超構造の形成を試みた。基板となるチタン酸ストロンチウム単結晶の表面構造および、Sr層形成による表面構造の変化をイオン散乱法(CAICISS)を用いて検討した結果、製膜直前の基板表面は、TiO_2面とSrO面の比がおおよそ8:2であること、この表面へ酸化剤であるNO2存在下でSrを供給すると300℃の基板温度でも完全なSrO表面が得られることが明らかになった。さらに、1層目のSrO層に比べ、2層目以降のSr-O層はc軸方向の結晶性が異なり、格子がソフトになっていることが示され、前年度の研究成果である、基板表面にSrO層二層を形成した表面でCuO_2層の形成が実現されることの理由として、1層目のSrO層が電荷的に中性な表面となっているのに対し、二層目以降のSrO_xx層は格子がソフトになり酸素量の調整が容易になるために、CuO_2面に適合できるようになることが示唆された。SrおよびCuの供給を酸化雰囲気中で逐次的に行い、原子層単位でSrCuO_2相を形成する際に観測されるCu-O表面に特異な表面構造は表面酸素量と密接な関係があることが明かになった。また、今年度はCuO_2面へのキャリアードープ相として、炭素を含む無限層(SrCuO_2)薄膜超構造の形成を試みた。一原子層単位での成長制御法により無限層(SrCuO_2)ユニットを形成し、周期的にCuO2をパルス的に供給し、C系12(n-1)n相及び、(Cu,C)系12(n-1)n相の形成を試みた。アルカリ土類金属としてはSrのみを用い、炭素相の挿入による超構造の確認を行った。X線回析の結果、ブラッグ反射はいまだ不明瞭であるが、低角領域の散乱から算出される格子定数はn値と正の相関を示し、nの増加にともない、ほぼ無限層1ユニットずつc軸長の増加が認められた。

平成6年度においては、無限層化合物の原子層成長における基板結晶表面との間の界面層の状態をイオン散乱法により明らかにした。また、無限層化合物の各原子層表面の構造を観察し、Cu-O表面に置ける高酸素濃度相が二価のCuO2形成に必要であることを明らかにした。キャリアー供給相として、炭素根を含む超構造の形成を試みた。基板となるチタン酸ストロンチウム単結晶の表面構造および、Sr層形成による表面構造の変化をイオン散乱法(CAICISS)を用いて検討した結果、製膜直前の基板表面は、TiO_2面とSrO面の比がおおよそ8:2であること、この表面へ酸化剤であるNO2存在下でSrを供給すると300℃の基板温度でも完全なSrO表面が得られることが明らかになった。さらに、1層目のSrO層に比べ、2層目以降のSr-O層はc軸方向の結晶性が異なり、格子がソフトになっていることが示され、前年度の研究成果である、基板表面にSrO層二層を形成した表面でCuO_2層の形成が実現されることの理由として、1層目のSrO層が電荷的に中性な表面となっているのに対し、二層目以降のSrO_xx層は格子がソフトになり酸素量の調整が容易になるために、CuO_2面に適合できるようになることが示唆された。SrおよびCuの供給を酸化雰囲気中で逐次的に行い、原子層単位でSrCuO_2相を形成する際に観測されるCu-O表面に特異な表面構造は表面酸素量と密接な関係があることが明かになった。また、今年度はCuO_2面へのキャリアードープ相として、炭素を含む無限層(SrCuO_2)薄膜超構造の形成を試みた。一原子層単位での成長制御法により無限層(SrCuO_2)ユニットを形成し、周期的にCuO2をパルス的に供給し、C系12(n-1)n相及び、(Cu,C)系12(n-1)n相の形成を試みた。アルカリ土類金属としてはSrのみを用い、炭素相の挿入による超構造の確認を行った。X線回析の結果、ブラッグ反射はいまだ不明瞭であるが、低角領域の散乱から算出される格子定数はn値と正の相関を示し、nの増加にともない、ほぼ無限層1ユニットずつc軸長の増加が認められた。