JAIST Repository: PLD ターゲット用 YBCO 溶融バルクの製作
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(2) A23p1. PLD ターゲット用 YBCO 溶融バルクの 製作. 和気 康弘. (今井研究室). 超伝導デバイスの材料を選択する際、応用分野に応じてさまざまな条件を満足するこ とが求められる。積層型ジョセフソン接合においてその特性を十分に制御するためには、 材料となる薄膜に高度な平坦性が要求される。YBa2 Cu3 O7 Æ (YBCO、123 相) 焼結体ター ゲットを用いた通常の PLD(Pulsed Laser Deposition) 法には、薄膜表面に直径＜ 1 μ m 程度の半球型ドロプレットが分布するという問題がある。。性能の良い高温超伝導体ジョ セフソン接合を作製するには薄膜表面のドロプレットを抑制することが重要である。 薄膜表面のドロプレットはターゲットに存在する粒界の弱結合が発生原因であると考 えられる。したがって、単結晶のような粒界を持たないターゲットを用いることでドロプ レット抑制を期待できる。今回、ターゲットとして用いることを目的に Y2 BaCuO5 相 (211 相) をほとんど含まない YBCO(123 相) 結晶粒からなるバルク体を溶融法で作製した。 材料には 123 組成の YBCO 焼結体ペレットを用いた。試料が長時間溶融状態にある と、BaCuO2 および CuO からなる液相が流出し、211 相が結晶中に残留する原因となる。 そこで液相流出を最小限に留めるために徐冷開始温度を溶融温度下限付近に設定し、試料 が溶融温度域に滞在する時間を短縮するよう試みた。MgO 単結晶を種とし、溶融温度下 限の直上から 1 ℃／ h で徐冷したところ、最大 6mm の結晶粒を含む溶融バルクが形成さ れた。これを SEM（図 1）および EDX で観測したところ、結晶粒内部は 123 組成であり、 一般に溶融バルクの単結晶内に存在する 211 相の分布は認められなかった。結晶粒サイ ズは数 mm 程度に留まったが、PLD に使用可能な 123 組成の擬単結晶を作製できた。さ らに、その溶融バルクをターゲットとして用いて製膜を行い、SEM（図 2）および EDX で観測した結果、目的の 123 組成からずれていたもののドロプレット密度は 3.9 × 105 ／ cm2 となり、通常の焼結体ターゲットで製膜したものよりもドロプレットが少ない薄膜を 得ることができた。. keywords. 溶融法、単結晶、YBa2 Cu3 O7 Æ 、Y2 BaCuO5 、PLD 法.
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