フラックスとして NaOH-KOH 共晶溶液を用いて 450C の低温で成膜した

Eu123・Eu124膜の結晶配向性の評価

前項においては、KOH-NaOH 共晶溶液を用いることで、Eu123あるいはEu124を450C といった低い温度における成膜が可能であることを示した。本項では得られた膜の結晶性 に関して議論する。

(i) c軸配向性の評価

図 3-15にNaOH-KOH共晶溶液を用いて450Cで成膜した膜とSrTiO3の(00l)に対する スキャン測定によるFWHMを示す。いずれの原料を用いた場合も、0.5 以下の高いc軸配 向性を示した。また、原料ごとに配向度の違いがあるが、特にBaCO3を用いて成膜したEu123,

Eu124混在膜のFWHMが大きい理由に関しては、Eu123とEu124のc軸方向への単位格子

サイズの違いから生じる格子歪みによるものであると考えられる。

(ii) 面内配向性の評価

図 3-16にNaOH-KOH共晶溶液を用いて450Cで成膜した膜とSrTiO3のスキャンパタ ーンを示す。(d)はSrTiO (101)に対するもので、代表的例としてBaCO3を用いた際の基板の ものを挙げた。すべての図に関して、各試料のSrTiO3 (101)のピークトップ角が0に来るよ うに角に対してオフセット調整を行った。(a) BaCO3を用いたEu123, Eu124混在膜、(b)BaO2

並びに(c) Ba(OH)2·8H2OのEu124の(104)からの回折は、全てSrTiO3と同じ位置に、90間隔 で現れていることから、SrTiO3基板に対してCube on Cube (図 3-17)で成長していることが 分かる。

図 3-15 NaOH-KOH共晶溶液を用いて450Cで成膜した膜 とSrTiO3の(00l)に対するスキャン測定による

FWHM。

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

BaCO3 BaO2 BaOH2

BaCO₃ BaO₂ Ba(OH)₂·8H₂O SrTiO₃ (002) Eu124 (0012) Eu123 (005)

FWHM [degree]

Starting Barium Materials Starting Barium materials

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Intensity [a.u.]

[degree]

Eu123 (104)

Eu124 (104)

Eu124 (104)

Eu124 (104)

SrTiO₃(101) (a)

(b)

(c)

0 90 180 270 (d)

図 3-16 NaOH-KOH共晶溶液を用いて450Cで成膜した膜とSrTiO3

のスキャンパターン。(a) BaCO3を用いたEu123, Eu124混在膜、

(b)BaO2並びに(c) Ba(OH)2·8H2OのEu124膜並びに(d) SrTiO3

Eu123/Eu124単位格子

SrTiO₃ 単位格子

SrTiO₃

[100]

図 3-17 Cube on Cube成長の模式図。

63

図 3-18にNaOH-KOH共晶溶液を用いて450Cで成膜した膜とSrTiO3の(h0l)のスキャ ン測定によるFWHMを示す。いずれの原料を用いた場合も、SrTiO3 上に成長した結晶が1

以下の高い面内配向性を示すことが確認できる。また、Eu124(104)と SrTiO3(101)の変化か

ら、SrTiO3の結晶性がEu124の面内配向性に影響を与えていることが分かる。BaCO3のEu123

の(104)の面内配向性がEu124に比べて悪い理由に関しては、それぞれ、測定時の煽り角が 異なるため、スリット幅などを含めた測定上の問題によるものであると考えられる。

NaOH-KOH 共晶溶液を用い 450C といった低い温度において成膜された Eu123 及び

Eu124は、SrTiO3の上にCube on Cubeでエピタキシャル成長しており、高いc軸配向性と

面内配向性を有していることが明らかとなった。RE123及びRE124は、1.5.1で述べたよう に、応用上は二軸配向した結晶が得られることが望ましい。MOD法やPLD法を初めとした 現在主流の手法は、二軸配向膜を得るための条件が狭い場合があるのに対し、本研究では条 件検討を行わずとも容易に二軸配向膜を得られたことから、この手法が二軸配向した超伝 導膜を得るのに適した手法であることが示された。

図 3-18 NaOH-KOH共晶溶液を用いて450Cで成膜した膜と SrTiO3の(h0l)のスキャン測定によるFWHM。

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

BaCO3BaCO₃ BaOBaO2₂ Ba(OH)BaOH2₂·8H₂O SrTiO₃ (101) Eu124 (104) Eu123 (104)

FWHM [degree]

Starting Barium MaterialsStarting Barium materials

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