Japan Advanced Institute of Science and Technology
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https://dspace.jaist.ac.jp/ Title NbN 薄膜の製作 Author(s) 斉藤, 清 Citation Issue Date 1996-03Type Thesis or Dissertation Text version none
URL http://hdl.handle.net/10119/2225 Rights
NbN
薄膜の製作
斉藤 清 (今井研究室) [はじめに] 近年、異常長距離近接効果がYBa 2 Cu 3 O 70y (YBCO)/La 10x Ca x MnO 3 (LCMO)/ YBa 2 Cu 3 O 70yの接合においても発見され、さらに酸化物高温超伝導体である YBCOのか わりに従来の金属超伝導体であるNbN を用いた場合でも、この長距離近接効果が観測 された例が報告されている。そこで本研究ではこのNbN-LCMO-NbNの接合を最終的に 作製することを目指し、まずNbN薄膜を作製することを目的とする。薄膜の作製方法は CN xやTiNなどの窒化物の作製にも応用されているPLD(Pulsed Laser Deposition)法と
反応性DCマグネトロンスパッタリング法の二通りで行ない、結果を比較した。 [実験方法および結果] DCマグネトロンスパッタリング法により成膜する場合、ターゲッ トには金属Nbを用い、MgO(100)基板上にベース圧力がおよそ2.5210 07 Torrで基板温 度は100℃で電流、成膜圧力、窒素分圧を変化させて最適条件を探した。その結果、電流 値が0.5もしくは1AのときはT cは 11K台に留まっていたが電流を0.7Aに変化させ図１ に示す成膜条件のときT c =13.7KのNbN薄膜を得ることができた。このことからさらに 良い膜を得るために電流値についても変化させて実験を行なう必要がある。 0 10 20 30 40 TEMPERATURE (K) 0 1×10–4 2×10–4 RESI STIVI T Y ( Ω ·cm ) 図1: NbN薄膜の-T特性 成膜条件：成膜圧力10mTorr窒素分圧 比15%電流0.7A 電圧400V ターゲッ ト基板間距離10cm PLD法によるNbN薄膜の作製においては NbNターゲットを用い、ベース圧力がおよそ 5210 07 Torrで基板温度は400600℃で基板 には MgO(100) を用いて窒素と水素の混合 ガス圧を変化させて成膜をおこなった。Nb ターゲットを用いた過去の研究では成膜圧力 を変化させることによってNbN xの xの値が が01.4の範囲で制御出来ると報告されてい る。しかしながら、本研究で得られたxの最 高値は0.3程度であった。ESCAによる組成 分析から窒素よりも多量の酸素が含まれてい るという結果が得られた。このことからNb が窒素と反応せず酸素と反応していることが わかる。原因としてベース圧力が高いために 成膜時のH 2 Oの残留量が多いためだと考え られる また、PLD法で作ったLCMO単層膜上に スパッタリング法でNbN薄膜を成膜したと ころ、上部NbN層は同条件で成膜した単層 膜とほとんど変わらないT cを示した。 keywords NbN,レーザーアブレーション,DC-sputtering
