[其他]形成超導(dǎo)薄膜的方法及設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 88103399
• 申請(qǐng)日: 1988-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN88103399A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 福井慶太郎;中村修;岡山泰;角田淳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東亞燃料工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01B12/06
• 分類號(hào): H01B12/06
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 顏承根

本發(fā)明涉及一種形成超導(dǎo)薄膜的方法及設(shè)備，尤其涉及一種用于形成包含一種稀土元素如Bi或Tl的復(fù)合氧化物的超導(dǎo)薄膜的方法，及為此所采用的一種超聲波噴霧器。

近來(lái)，許多具有高臨界溫度的超導(dǎo)材料業(yè)已研制出來(lái)。例如，IBM公司蘇黎世研究室的J.G·貝德諾茲博士等人曾報(bào)告，一種鋇-鑭-銅-氧復(fù)合金屬氧化物在較高的溫度30K時(shí)呈現(xiàn)超導(dǎo)電性（見(jiàn)Z.Phys.B.Condensed Matter，Vol.64，1986，pp.189-193）以后，東京大學(xué)的田中博士等人報(bào)告了分子式（La_1-xSr_x）₂CuO_4-δ和（La_1-xCa_x）₂CuO_4-δ表示的復(fù)合金屬氧化物分別在最高溫度37K和18K時(shí)呈現(xiàn)超導(dǎo)電性（見(jiàn)Chemistry Letters，1987年第429頁(yè)到432頁(yè)）。

此外，休斯頓大學(xué)的朱經(jīng)武博士等人報(bào)告，它們發(fā)現(xiàn)了一種臨界溫度為93K的鋇-釔-銅-氧復(fù)合金屬氧化物（見(jiàn)Phys.Rev.Letters，1987年第50卷，第908頁(yè)到910頁(yè)）。東京大學(xué)的Kitazawa等人報(bào)告，一種鋇-釔-銅氧化物具有95K的臨界溫度（見(jiàn)“日本應(yīng)用物理學(xué)”雜志，1987年4月第26卷，第L339頁(yè)到第L341頁(yè)），又，Takagi博士等人報(bào)告，一種鋇-鉺-銅氧化物具有94K的臨界溫度（見(jiàn)“日本應(yīng)用物理”雜志，1987年5月第26卷，第L601頁(yè)到第L602頁(yè)）。

除上述稀土元素之外，預(yù)期其他的稀土元素，諸如镥、銩、鈥、鏑、鎘、釹、釤或類似元素也將會(huì)被引入以獲得具有較高臨界溫度的超導(dǎo)體。

尤其是，由于一種鉍-鍶-鈣-氧超導(dǎo)體不僅具有高零電阻溫度，而且對(duì)水穩(wěn)定，所以對(duì)它的各種應(yīng)用可寄予很高期望。也就是說(shuō)，這種超導(dǎo)體被說(shuō)成最能實(shí)際應(yīng)用于電子元件，例如超導(dǎo)量子干擾器件，在該器件中它呈薄膜形式。

另外，在前此已有的超導(dǎo)體中，一種鉈-鈣-銅-氧超導(dǎo)體具有最高的零電阻溫度，因而，與上述的鉍-鍶-鈣-氧超導(dǎo)體一樣被寄以很高的期望，盡管作為初始材料的鉈組合物具有毒性。

這些復(fù)合金屬氧化物超導(dǎo)體通常是通過(guò)混和并焙燒構(gòu)成該超導(dǎo)體的各種金屬的氧化物、碳酸鹽或類似物而制備的。

為形成超導(dǎo)薄膜，曾經(jīng)嘗試過(guò)在真空中直接在平板形載體基片上進(jìn)行蒸發(fā)或?yàn)R射淀積。為了在線狀載體上形成超導(dǎo)薄膜，也曾嘗試過(guò)把線狀載體通過(guò)一個(gè)盛有熔融超導(dǎo)體的浴池的方法。

然而，在真空中進(jìn)行蒸發(fā)或?yàn)R射淀積有這樣一個(gè)缺陷，就是它要求很高的真空度，以至于無(wú)法以高生產(chǎn)率生產(chǎn)超導(dǎo)體薄膜，而且也不能生產(chǎn)大尺寸的超導(dǎo)體薄膜。

將線狀載體通過(guò)盛有熔融超導(dǎo)體的浴池的方法有這樣的缺陷，即所獲得的薄膜其厚度不均勻。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有高生產(chǎn)率的用于形成一種復(fù)合金屬氧化物超導(dǎo)體均勻薄膜的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有高生產(chǎn)率的用于形成該均勻薄膜的設(shè)備。

本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在選定條件下用一種超聲波噴霧器將含有形成超導(dǎo)體的組分的溶液噴灑在一個(gè)熱載體上的方法，能夠以高生產(chǎn)率穩(wěn)定地形成具有均勻厚度的復(fù)合氧化物超導(dǎo)體薄膜。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用一種超聲波噴霧器將含有一種或多種復(fù)合氧化物超導(dǎo)體的組分的單一溶液或多種溶液噴灑在一個(gè)熱載體上的辦法，可以達(dá)到本發(fā)明的上述目的，所述超聲波噴霧器包括一個(gè)產(chǎn)生超聲波的振蕩器、原料輸送器、霧化溶液防散逸器、載體底座和加熱器，所述產(chǎn)生超聲波的振蕩器通過(guò)一根中軸與一個(gè)溶液霧化噴嘴連接。

圖1是本發(fā)明的超聲波噴霧器的一個(gè)實(shí)施例的剖視示意圖。

圖2是放大圖，顯示溶液在被一個(gè)多階有棱部件噴灑時(shí)的狀態(tài)。

圖3是放大圖，顯示溶液在被一個(gè)圓錐形有棱部件噴灑時(shí)的狀態(tài)。

圖4是溫度與實(shí)施例2中形成的含鉍超導(dǎo)薄膜的電阻的關(guān)系圖。

圖5是例3中形成的超導(dǎo)薄膜的X射線衍射圖樣。

圖6是在對(duì)比例中采用的噴霧器的示意圖。

對(duì)在本發(fā)明中采用的超導(dǎo)材料并不作特別限制，也就是說(shuō)，它們可以是含有一種稀土元素鉍（Bi）或鉈（Tl）的任何材料。

當(dāng)根據(jù)本發(fā)明用含該稀土元素的材料形成超導(dǎo)薄膜時(shí)，用含有作為溶質(zhì)組合物的銅、堿土金屬和稀土元素的一種或多種溶液。在這種情況下，堿土金屬最好是鋇（Ba）。而稀土元素可以是釔、鑭、镥、鐿、銩、鉺、鈥、鏑、釓、釹和釤等一系列元素中選出的一種或幾種。