共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 酸化物系超伝導膜のVapor-Liquid-Solid成長に関する基礎研究
研究代表者／所属 名大工学研究科
研究代表者／職名 助手
研究代表者／氏名 吉田隆

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 平林泉 超電導工学研究所 第五研究部長

2

 松本要 京大工学研究科 助教授

3

 須藤公彦 名大工学研究科 博士後期課程学生

4

 一野祐亮 名大工学研究科 博士後期課程学生

5

 古川義純 北大低温研

研究目的 我々は、平成11年度から、氷などの表面観察やシュミレーションなどの方法でVLS成長に関して多くの知見がある北大低温研古川先生のグループと共同研究を行い、酸化物系薄膜におけるVLS成長メカニズムに関して検討を行っている。
昨年度までは、酸化物系薄膜におけるVLS成長メカニズムを解明するために、表面での電子状態を理解する手段の確立及び光学的手法を用いたin-situ(その場観察)モニタリングによるVLS成長の観察を行ってきた。
本年度は、これらの研究を踏まえ、VLS成長を用い高臨界温度が期待される新規超伝導材料の研究開発を検討した
　　
研究内容・成果 本研究では、VLS法をREBa2Cu3Oy (RE123)系で最も高いTcを示す可能性があるLaBa2Cu3Oy (La123)系に適用し、La123薄膜の超伝導特性向上に関する検討を行った。
実験方法は、VLS-La123薄膜はMgO， LSAT， NdGaO3基板上に、seed層としてRE123、liquid層としてBa3Cu7Oyを用いてPLD法によって作成した。薄膜の評価は、超伝導特性を直流四端子法、微細組織観察を透過型電子顕微鏡 (TEM)で行った。
その結果、MgO基板上のPLD-La123膜はTc=49 K程度であったが、VLS-La123薄膜はTc=71.5 Kを示した。また、Sm123 seed層を用いることでTc=85.8 Kまで向上した。これは、La123に比べてSm123の包晶点が低いため、大きなグレインのみが成長核となり、結晶性の向上に寄与したと考えられる。LSAT上VLS-La123膜の断面TEM像から、膜最表面には微結晶Ba-Cu-Oが存在し、seed-liquid層界面で結晶成長していることがわかる。また、TEM-EDXから、VLS層はLaがややrichな組成であることが確認され、若干のLa/Ba置換がTcを抑制していると考えられる。今後、成長条件の改善でさらなる高Tc化が期待できる。