高品質Ｂｉ系酸化物超電導薄膜の作製法
【課題】 本願発明は、Bi酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るために、結晶性の良いa軸（又はb軸）配向したBi系酸化物超電導薄膜を作製することを目的とする。
【解決手段】 高品質なa軸配向したBi系酸化物超電導薄膜の作製方法は、LaSrAlO4あるいはLaSrGaO4等の単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板、α-Al2O3あるいはNdAlO3の単結晶の(10-10)面(a面)から[0001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を使用し、基板上に低い成膜温度T1(500〜600℃)でa軸配向したBi-2223薄膜をヘテロエピタキシャル成長させ、次にその成長した膜の上に高い成膜温度T2(650〜750℃)でホモエピタキシャル成長させる（二温度成長法）。
【解決手段】 高品質なa軸配向したBi系酸化物超電導薄膜の作製方法は、LaSrAlO4あるいはLaSrGaO4等の単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板、α-Al2O3あるいはNdAlO3の単結晶の(10-10)面(a面)から[0001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を使用し、基板上に低い成膜温度T1(500〜600℃)でa軸配向したBi-2223薄膜をヘテロエピタキシャル成長させ、次にその成長した膜の上に高い成膜温度T2(650〜750℃)でホモエピタキシャル成長させる（二温度成長法）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、酸化物超電導体、特に、ビスマス系（以下「Bi系」という。）酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るためのc軸が基板面に対して平行であり、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向した酸化物超電導体、特に、Bi系酸化物超電導薄膜、具体的には、Bi2Sr2Ca2Cu3O10±X（Ｘは、１より小さい正の数、以下「Bi-2223」という。）又はBi2Sr2CuO6±Y（Ｙは、１より小さい正の数、以下「Bi-2201」という。）酸化物超電導薄膜及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導体を用いたジョセフソン素子の特長は、その高速動作と低消費電力性にある。集積回路に応用すると、小さな電力で高速スイッチ動作が行えるので、半導体で問題になっている高密度集積回路に生ずる発熱も小さいうえ、半導体に比べ、高速な演算性能が期待できる。
【０００３】
従来、ジョセフソン素子に用いる超電導体として、Nb金属やNbNが用いられていたが、超電導転移温度が低いため、通常、ジョセフソン素子の動作は液体ヘリウム温度4.2Ｋで行われている。これに比べ、酸化物超電導体は、より高い超電導転移温度を持つため、これを用いたジョセフソン素子は、液体窒素温度で動作することが可能と考えられ、省資源・省電力の視点から有望であると期待できる。
【０００４】
ジョセフソン効果を示す超電導素子は、ジョセフソン接合と呼ばれる。超電導素子を用いた集積回路に適したジョセフソン接合は、精密に寸法が制御でき、数多くの接合が作製できることから、図１に示すように、超電導体薄膜の間に常電導体や絶縁体の極薄膜のバリア層を挟んだ積層接合が有望である。実際、Nb金属を用いた超電導集積回路では、ジョセフソン接合として、積層接合が使われている。
【０００５】
酸化物超電導体を用いて積層型ジョセフソン接合を作製するための、ブレークスルーすべき問題点は、酸化物超電導体の結晶構造に密接に係わっている。イットリウム系（以下「Y系」という。）酸化物超電導体やBi系酸化物超電導体は、Nb等の従来の超電導体に比べて、コヒーレンス長、磁束侵入深さ及び臨界電流密度等の超電導特性の異方性が顕著である。
【０００６】
これらの結晶は、斜方格子又は正方格子であるが、c軸方向の超電導的なカップリングの強さは、c軸に垂直な面内のカップリングより弱い。酸化物超電導体においては、超電導は銅（Cu）原子と酸素原子（Ｏ）のなすCuO面で起こっていると考えられている。
【０００７】
したがって、これらの超電導カップリングの異方性は、CuO面がc軸に垂直な方向（即ちa又はb軸方向）にあり、ｃ軸方向にはないことに起因している。このため、ジョセフソン接合に密接に係わるコヒーレンス長（超電導電子対が形成できる電子間距離）は、c軸方向では、a軸方向に比べ、著しく小さい。この傾向は、Y系超電導体に比べて結晶構造の異方性の大きいBi系超電導体のほうが顕著であり、c軸方向のコヒーレンス長は0.2nmと極めて短い。
【０００８】
このように、酸化物超電導体、特に、Bi-2223又はBi-2201等のBi系超電導体においては、c軸方向のコヒーレンス長は、極端に短い。このため、c軸配向膜を用いて、c軸方向に積層型のジョセフソン接合を作製するためには、平坦で、極めて薄いバリア層を形成することが不可欠となる。しかし、バリア層を薄くすると、析出物等による凹凸が問題になり、一様な極薄バリア層の形成が難しく、バリア層を挟んだ上下の超電導体間で電流のリークが起こるため、ジョセフソン接合は得られていない。また、ジョセフソン接合が作製できたとしても、ジョセフソン臨界電流密度Jc及びジョセフソン特性パラメータIcRnも小さく良い特性が得られない。
【０００９】
そこで、Bi酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るためには、c軸方向より長いコヒーレンス長を持つ非c軸方向に接合を作製することが不可欠である。この中で、最もコヒーレンス長が長い方向が、a軸（又はb軸）方向である。したがって、Bi系酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るためには、c軸が基板面に対して平行で、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向したBi系酸化物超電導薄膜を作製することが望まれる。
【００１０】
これを達成する一つの方法として、基板上に、活性酸素と、Ｂｉ系酸化物を構成する一部の金属成分を供給して、前記基板上に酸化物からなる組成変調膜を形成する工程と、活性酸素と、Ｂｉ系酸化物を構成する全部の金属成分を供給して、前記組成変調膜上に酸化物超電導薄膜を形成する工程とを具備したことを特徴とする酸化物超電導薄膜の製造方法が知られている（下記特許文献１参照）。しかし、この方法においては、条件次第においては、基板面に対して平行c軸の割合が変化するものであり、良質なBi系酸化物超電導薄膜が得られているとは言えない。
【００１１】
また、c軸が基板面に対して平行で、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向したBi系酸化物超電導薄膜を用いて作製したジョセフソン素子の性能が優れていることを示した文献はあるが（下記特許文献２参照）、具体的にどのようにしたら、良質な上記c軸が基板面に対して平行で、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向したBi系酸化物超電導薄膜が得られるかは示されていない。
【特許文献１】特開平５−７０２７号公報
【特許文献２】特開平９−２４６６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本願発明は、Bi酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るために、高品質なa軸（又はb軸）配向したBi系酸化物超電導薄膜を作製することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
Bi-2223薄膜は、(110)面のLaSrAlO4単結晶基板、(110)面のLaSrGaO4単結晶基板、(10-10)面(a面)のα-Al2O3単結晶基板又は(10-10)面(a面)のNdAlO3単結晶基板の3ユニットに整合してa軸配向したBi-2223薄膜が成長する。
【００１４】
Bi-2201薄膜は、（110）面のLaSrAlO4単結晶基板、(110)面のLaSrGaO4単結晶基板、(10-10)面(a面)のα-Al2O3単結晶基板又は(10-10)面(a面)のNdAlO3単結晶基板の２ユニットに整合してa軸配向したBi-2201薄膜が成長する。
【００１５】
高品質なa軸配向したBi系酸化物超電導薄膜は、LaSrAlO4あるいはLaSrGaO4等の単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板、α-Al2O3あるいはNdAlO3の単結晶の(10-10)面(a面)から[0001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を使用し、基板上に低い成膜温度T1(500〜600℃)でa軸配向したBi-2223薄膜をヘテロエピタキシャル成長させ、次にその成長した膜の上に高い成膜温度T2(650〜750℃)でホモエピタキシャル成長させる（二温度成長法）ことにより製作することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明の方法により作製した高品質なa軸配向したBi系酸化物超電導薄膜を用いてジョセフソン素子を作製すると、きわめて性能の優れたジョセフソン素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本願発明のもっとも好ましい実施形態を示す。
【００１８】
図２に、a軸配向したBi-2223に対するLaSrAlO4単結晶基板の（110）面の格子定数の整合性を示す。図に示すように、Bi-2223の1ユニットセルがLaSrAlO4の3ユニットセルに極めてよく整合していることが判る。a軸長（又はb軸長）、c軸長の格子定数のミスフィットは、−１．４８％及び１．６１％であり、極めて小さい。
【００１９】
このため、(110) LaSrAlO4単結晶基板上にc軸が基板に平行に、a軸（又はb軸）が基板に垂直に配向したBi-2223薄膜をエピタキシャル成長させることができる。しかしフラットな基板を使用すると図３に示すように、基板上に２次元核成長をし、グレインが多数できて、連続的で平坦な膜が得られにくく、グレイン間の弱結合により超電導特性が悪くなる。また、二温度成長法だけでも一つ一つのグレインが大きくなるだけで、連続的で一様な薄膜は得られにくく、超電導特性が悪い。
【００２０】
そこで、LaSrAlO4あるいはLaSrGaO4等の単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板、α-Al2O3あるいはNdAlO3の単結晶の(10-10)面(a面)から[0001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を使用し、尚且つ、二温度成長法をすることで、図４に示すような基板のステップを始点とするステップフロー成長で薄膜が基板上に形成され、超電導特性の良い、高品質なa軸配向Bi-2223薄膜を得ることができる。
【実施例１】
【００２１】
LaSrAlO4単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を用いて、有機金属化学気相成長法（MOCVD）によりBi-2223超電導薄膜を作製した。今回用いたMOCVD装置の概観図を図５に示す。成膜条件は、有機金属原料にBi(C6H5)3、Sr(DPM)2、Ca(DPM)2及びCu(DPM)2（DPM:dipivaloylmethan）を用い、それぞれ72℃、176℃、161℃及び80℃に保ち、Arキャリヤガス流量100、300、300及び70sccm、全圧50torr、酸素分圧23torr、基板温度は553℃でa軸（又はb軸）配向したBi−2223薄膜をヘテロエピタキシャル成長させ、その後、ガス雰囲気を変えることなく連続的に、基板温度680℃の高温でホモエピタキシャル成長させて行った。今回の成膜には傾斜角度θ＝５°、１０°、１５°の基板を使用した。
【００２２】
図６に、フラット基板及び傾斜基板において二温度成長させたa軸配向Bi-2223薄膜表面の原子間力顕微鏡（AFM）像を示す。
図７に、それらの断面図を示す。これらより、傾斜基板に二温度成長させたa軸配向Bi-2223薄膜は、ステップフロー成長しており、一様で連続的に形成されていることを確認することができる。
【００２３】
図８に、フラット基板及び傾斜基板において二温度成長させたa軸配向Bi-2223薄膜の抵抗の温度依存性をそれぞれ示す。測定は、標準的な4端子法により行なった。今回成膜した中においては、傾斜角度θが１５℃において超電導特性が最も良好であった。
【００２４】
以上述べたように、a軸配向Bi-2223酸化物超電導薄膜を成膜する際、傾斜基板と二温度成長法で成長させた方が、ステップフロー成長で薄膜が形成されるため、結晶流がなく、表面が一様で、平坦で、超電導特性が非常に良い高品質なa軸配向したBi-2223薄膜を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】有望なジョセフソン接合の例
【図２】整合状況を説明する図
【図３】二次元核成長モデル図
【図４】ステップフロー成長モデル図
【図５】ＭＯＣＶＤ薄膜作製装置の概観図
【図６】Bi-2223薄膜表面の原子間力顕微鏡（AFM）像
【図７】Bi-2223薄膜の原子間力顕微鏡（AFM）像の断面図
【図８】Bi-2223薄膜の抵抗の温度依存性
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、酸化物超電導体、特に、ビスマス系（以下「Bi系」という。）酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るためのc軸が基板面に対して平行であり、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向した酸化物超電導体、特に、Bi系酸化物超電導薄膜、具体的には、Bi2Sr2Ca2Cu3O10±X（Ｘは、１より小さい正の数、以下「Bi-2223」という。）又はBi2Sr2CuO6±Y（Ｙは、１より小さい正の数、以下「Bi-2201」という。）酸化物超電導薄膜及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超電導体を用いたジョセフソン素子の特長は、その高速動作と低消費電力性にある。集積回路に応用すると、小さな電力で高速スイッチ動作が行えるので、半導体で問題になっている高密度集積回路に生ずる発熱も小さいうえ、半導体に比べ、高速な演算性能が期待できる。
【０００３】
従来、ジョセフソン素子に用いる超電導体として、Nb金属やNbNが用いられていたが、超電導転移温度が低いため、通常、ジョセフソン素子の動作は液体ヘリウム温度4.2Ｋで行われている。これに比べ、酸化物超電導体は、より高い超電導転移温度を持つため、これを用いたジョセフソン素子は、液体窒素温度で動作することが可能と考えられ、省資源・省電力の視点から有望であると期待できる。
【０００４】
ジョセフソン効果を示す超電導素子は、ジョセフソン接合と呼ばれる。超電導素子を用いた集積回路に適したジョセフソン接合は、精密に寸法が制御でき、数多くの接合が作製できることから、図１に示すように、超電導体薄膜の間に常電導体や絶縁体の極薄膜のバリア層を挟んだ積層接合が有望である。実際、Nb金属を用いた超電導集積回路では、ジョセフソン接合として、積層接合が使われている。
【０００５】
酸化物超電導体を用いて積層型ジョセフソン接合を作製するための、ブレークスルーすべき問題点は、酸化物超電導体の結晶構造に密接に係わっている。イットリウム系（以下「Y系」という。）酸化物超電導体やBi系酸化物超電導体は、Nb等の従来の超電導体に比べて、コヒーレンス長、磁束侵入深さ及び臨界電流密度等の超電導特性の異方性が顕著である。
【０００６】
これらの結晶は、斜方格子又は正方格子であるが、c軸方向の超電導的なカップリングの強さは、c軸に垂直な面内のカップリングより弱い。酸化物超電導体においては、超電導は銅（Cu）原子と酸素原子（Ｏ）のなすCuO面で起こっていると考えられている。
【０００７】
したがって、これらの超電導カップリングの異方性は、CuO面がc軸に垂直な方向（即ちa又はb軸方向）にあり、ｃ軸方向にはないことに起因している。このため、ジョセフソン接合に密接に係わるコヒーレンス長（超電導電子対が形成できる電子間距離）は、c軸方向では、a軸方向に比べ、著しく小さい。この傾向は、Y系超電導体に比べて結晶構造の異方性の大きいBi系超電導体のほうが顕著であり、c軸方向のコヒーレンス長は0.2nmと極めて短い。
【０００８】
このように、酸化物超電導体、特に、Bi-2223又はBi-2201等のBi系超電導体においては、c軸方向のコヒーレンス長は、極端に短い。このため、c軸配向膜を用いて、c軸方向に積層型のジョセフソン接合を作製するためには、平坦で、極めて薄いバリア層を形成することが不可欠となる。しかし、バリア層を薄くすると、析出物等による凹凸が問題になり、一様な極薄バリア層の形成が難しく、バリア層を挟んだ上下の超電導体間で電流のリークが起こるため、ジョセフソン接合は得られていない。また、ジョセフソン接合が作製できたとしても、ジョセフソン臨界電流密度Jc及びジョセフソン特性パラメータIcRnも小さく良い特性が得られない。
【０００９】
そこで、Bi酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るためには、c軸方向より長いコヒーレンス長を持つ非c軸方向に接合を作製することが不可欠である。この中で、最もコヒーレンス長が長い方向が、a軸（又はb軸）方向である。したがって、Bi系酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るためには、c軸が基板面に対して平行で、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向したBi系酸化物超電導薄膜を作製することが望まれる。
【００１０】
これを達成する一つの方法として、基板上に、活性酸素と、Ｂｉ系酸化物を構成する一部の金属成分を供給して、前記基板上に酸化物からなる組成変調膜を形成する工程と、活性酸素と、Ｂｉ系酸化物を構成する全部の金属成分を供給して、前記組成変調膜上に酸化物超電導薄膜を形成する工程とを具備したことを特徴とする酸化物超電導薄膜の製造方法が知られている（下記特許文献１参照）。しかし、この方法においては、条件次第においては、基板面に対して平行c軸の割合が変化するものであり、良質なBi系酸化物超電導薄膜が得られているとは言えない。
【００１１】
また、c軸が基板面に対して平行で、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向したBi系酸化物超電導薄膜を用いて作製したジョセフソン素子の性能が優れていることを示した文献はあるが（下記特許文献２参照）、具体的にどのようにしたら、良質な上記c軸が基板面に対して平行で、a軸（又はb軸）が基板面に対して垂直に配向したBi系酸化物超電導薄膜が得られるかは示されていない。
【特許文献１】特開平５−７０２７号公報
【特許文献２】特開平９−２４６６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本願発明は、Bi酸化物超電導体を用いて高性能な積層型ジョセフソン接合を得るために、高品質なa軸（又はb軸）配向したBi系酸化物超電導薄膜を作製することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
Bi-2223薄膜は、(110)面のLaSrAlO4単結晶基板、(110)面のLaSrGaO4単結晶基板、(10-10)面(a面)のα-Al2O3単結晶基板又は(10-10)面(a面)のNdAlO3単結晶基板の3ユニットに整合してa軸配向したBi-2223薄膜が成長する。
【００１４】
Bi-2201薄膜は、（110）面のLaSrAlO4単結晶基板、(110)面のLaSrGaO4単結晶基板、(10-10)面(a面)のα-Al2O3単結晶基板又は(10-10)面(a面)のNdAlO3単結晶基板の２ユニットに整合してa軸配向したBi-2201薄膜が成長する。
【００１５】
高品質なa軸配向したBi系酸化物超電導薄膜は、LaSrAlO4あるいはLaSrGaO4等の単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板、α-Al2O3あるいはNdAlO3の単結晶の(10-10)面(a面)から[0001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を使用し、基板上に低い成膜温度T1(500〜600℃)でa軸配向したBi-2223薄膜をヘテロエピタキシャル成長させ、次にその成長した膜の上に高い成膜温度T2(650〜750℃)でホモエピタキシャル成長させる（二温度成長法）ことにより製作することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明の方法により作製した高品質なa軸配向したBi系酸化物超電導薄膜を用いてジョセフソン素子を作製すると、きわめて性能の優れたジョセフソン素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本願発明のもっとも好ましい実施形態を示す。
【００１８】
図２に、a軸配向したBi-2223に対するLaSrAlO4単結晶基板の（110）面の格子定数の整合性を示す。図に示すように、Bi-2223の1ユニットセルがLaSrAlO4の3ユニットセルに極めてよく整合していることが判る。a軸長（又はb軸長）、c軸長の格子定数のミスフィットは、−１．４８％及び１．６１％であり、極めて小さい。
【００１９】
このため、(110) LaSrAlO4単結晶基板上にc軸が基板に平行に、a軸（又はb軸）が基板に垂直に配向したBi-2223薄膜をエピタキシャル成長させることができる。しかしフラットな基板を使用すると図３に示すように、基板上に２次元核成長をし、グレインが多数できて、連続的で平坦な膜が得られにくく、グレイン間の弱結合により超電導特性が悪くなる。また、二温度成長法だけでも一つ一つのグレインが大きくなるだけで、連続的で一様な薄膜は得られにくく、超電導特性が悪い。
【００２０】
そこで、LaSrAlO4あるいはLaSrGaO4等の単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板、α-Al2O3あるいはNdAlO3の単結晶の(10-10)面(a面)から[0001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を使用し、尚且つ、二温度成長法をすることで、図４に示すような基板のステップを始点とするステップフロー成長で薄膜が基板上に形成され、超電導特性の良い、高品質なa軸配向Bi-2223薄膜を得ることができる。
【実施例１】
【００２１】
LaSrAlO4単結晶の(110)面から[001]方向に有限な角度θを持って切断した傾斜基板を用いて、有機金属化学気相成長法（MOCVD）によりBi-2223超電導薄膜を作製した。今回用いたMOCVD装置の概観図を図５に示す。成膜条件は、有機金属原料にBi(C6H5)3、Sr(DPM)2、Ca(DPM)2及びCu(DPM)2（DPM:dipivaloylmethan）を用い、それぞれ72℃、176℃、161℃及び80℃に保ち、Arキャリヤガス流量100、300、300及び70sccm、全圧50torr、酸素分圧23torr、基板温度は553℃でa軸（又はb軸）配向したBi−2223薄膜をヘテロエピタキシャル成長させ、その後、ガス雰囲気を変えることなく連続的に、基板温度680℃の高温でホモエピタキシャル成長させて行った。今回の成膜には傾斜角度θ＝５°、１０°、１５°の基板を使用した。
【００２２】
図６に、フラット基板及び傾斜基板において二温度成長させたa軸配向Bi-2223薄膜表面の原子間力顕微鏡（AFM）像を示す。
図７に、それらの断面図を示す。これらより、傾斜基板に二温度成長させたa軸配向Bi-2223薄膜は、ステップフロー成長しており、一様で連続的に形成されていることを確認することができる。
【００２３】
図８に、フラット基板及び傾斜基板において二温度成長させたa軸配向Bi-2223薄膜の抵抗の温度依存性をそれぞれ示す。測定は、標準的な4端子法により行なった。今回成膜した中においては、傾斜角度θが１５℃において超電導特性が最も良好であった。
【００２４】
以上述べたように、a軸配向Bi-2223酸化物超電導薄膜を成膜する際、傾斜基板と二温度成長法で成長させた方が、ステップフロー成長で薄膜が形成されるため、結晶流がなく、表面が一様で、平坦で、超電導特性が非常に良い高品質なa軸配向したBi-2223薄膜を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】有望なジョセフソン接合の例
【図２】整合状況を説明する図
【図３】二次元核成長モデル図
【図４】ステップフロー成長モデル図
【図５】ＭＯＣＶＤ薄膜作製装置の概観図
【図６】Bi-2223薄膜表面の原子間力顕微鏡（AFM）像
【図７】Bi-2223薄膜の原子間力顕微鏡（AFM）像の断面図
【図８】Bi-2223薄膜の抵抗の温度依存性
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に酸化物超電導薄膜を作製する方法において、該薄膜の単結晶の格子定数は、該基板の単結晶の格子定数の約整数倍であり、該基板は、傾斜基板であることを特徴とする酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項２】
第１の温度において、上記薄膜のヘテロエピタキシャル成長を行い、次に、該薄膜の上に、該第１の温度よりも高い第２の温度において、該薄膜のホモエピタキシャル成長を行うことを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項３】
上記酸化物超電導薄膜は、Bi2Sr2Ca2Cu3O10±X（Ｘは、１より小さい正の数）又はBi2Sr2CuO6±Y（Ｙは、１より小さい正の数）薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項４】
上記単結晶基板は、LaSrAlO4、LaSrGaO4、α-Al2O3又はNdAlO3であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項５】
基板上に堆積された酸化物超電導薄膜であって、該薄膜の単結晶の格子定数は、該基板の単結晶の格子定数の約整数倍であり、該基板は、傾斜基板であることを特徴とする酸化物超電導薄膜。
【請求項６】
上記酸化物超電導薄膜は、Bi2Sr2Ca2Cu3O10±X（Ｘは、１より小さい正の数）又はBi2Sr2CuO6±Y（Ｙは、１より小さい正の数）薄膜であることを特徴とする請求項５に記載の酸化物超電導薄膜。
【請求項７】
上記単結晶基板は、LaSrAlO4、LaSrGaO4、α-Al2O3又はNdAlO3であることを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜。
【請求項８】
ジョセフソン素子であって、請求項５ないし７のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜を用いて作製したことを特徴とするジョセフソン素子。
【請求項１】
基板上に酸化物超電導薄膜を作製する方法において、該薄膜の単結晶の格子定数は、該基板の単結晶の格子定数の約整数倍であり、該基板は、傾斜基板であることを特徴とする酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項２】
第１の温度において、上記薄膜のヘテロエピタキシャル成長を行い、次に、該薄膜の上に、該第１の温度よりも高い第２の温度において、該薄膜のホモエピタキシャル成長を行うことを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項３】
上記酸化物超電導薄膜は、Bi2Sr2Ca2Cu3O10±X（Ｘは、１より小さい正の数）又はBi2Sr2CuO6±Y（Ｙは、１より小さい正の数）薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項４】
上記単結晶基板は、LaSrAlO4、LaSrGaO4、α-Al2O3又はNdAlO3であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜の作製方法。
【請求項５】
基板上に堆積された酸化物超電導薄膜であって、該薄膜の単結晶の格子定数は、該基板の単結晶の格子定数の約整数倍であり、該基板は、傾斜基板であることを特徴とする酸化物超電導薄膜。
【請求項６】
上記酸化物超電導薄膜は、Bi2Sr2Ca2Cu3O10±X（Ｘは、１より小さい正の数）又はBi2Sr2CuO6±Y（Ｙは、１より小さい正の数）薄膜であることを特徴とする請求項５に記載の酸化物超電導薄膜。
【請求項７】
上記単結晶基板は、LaSrAlO4、LaSrGaO4、α-Al2O3又はNdAlO3であることを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜。
【請求項８】
ジョセフソン素子であって、請求項５ないし７のいずれかに記載の酸化物超電導薄膜を用いて作製したことを特徴とするジョセフソン素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２７３６９９（Ｐ２００６−２７３６９９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９９５０４（Ｐ２００５−９９５０４）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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