[发明专利]超导线材的制造方法和超导线材

说明书

技术领域

本发明涉及用于超导线缆、超导磁体等超导设备的超导线材的制造方法和超导线材，尤其涉及Y系超导线材的制造方法和Y系超导线材。

背景技术

以往，作为在液氮温度(77K)以上显示超导的高温超导体的一种，已知RE系超导体(RE：稀土元素)。尤其典型的是以化学式YBa₂Cu₃O_7-y表示的钇系超导体(下面记作“Y系超导体”或“YBCO”)。

使用Y系超导体的超导线材(下面记作“Y系超导线材”)通常具有依次形成带状金属基板、中间层、由Y系超导体构成的层(下面记作“Y系超导层”)、稳定化层的层积结构。该Y系超导线材例如通过在低磁性的无取向金属基板(例如Hastelloy(注册商标))上利用IBAD(Ion Beam Assist Deposition)法成膜出双轴取向的中间层，在该中间层上利用脉冲激光蒸镀法(PLD：Pulsed Laser Deposition)、有机金属气相生长法(MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)等成膜出Y系超导层，从而进行制造(例如参照专利文献1和2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-233266号公报

专利文献2：日本特表2004-536218号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中记载的技术使用被称作PLD法的技术，其是通过对作为原料的超导材料的靶照射工业用激光，由此使靶原料瞬间蒸发，在金属基板上的中间层表面成膜出超导层的方法。另外，超导带的成膜中由于线材的批次长度而需要长时间的成膜，因此需要激光本身长时间作业。因此，成膜时间由激光的连续驱动时间单独决定，越长时间作业，激光的费用就越高。因此，存在装置本身会非常昂贵这样的问题。

另外，专利文献2中记载的技术使用被称作MOCVD法的技术，不仅能够在装置本身的单价与上述PLD法相比也比较廉价的条件下进行制造，还可以应对长时间成膜。然而，对超导层进行厚膜化时，达到一定膜厚之前超导特性(例如临界电流特性。下面将临界电流特性记作“Ic特性”)直线上升，但是更厚的膜厚的情况下存在超导电流饱和这样的问题。其原因在于超导层的结晶性。这是由于对超导电流而言，电流的流动与YBCO结晶中的c轴结晶平行，使YBCO结晶厚膜化时，相比于c轴结晶，包含a轴结晶、b轴结晶的各向异性结晶会增加/变大，因此c轴结晶的连接被切断或生长本身受到抑制，在一定膜厚以上的成膜中，会成膜出无助于增加超导电流的超导层。

此处，在超导层的成膜中进行厚膜化时，为了得到良好的Ic特性，在c轴结晶上的生长是必须的。然而，MOCVD法中，如上所述，若达到一定膜厚以上，则被称作各向异性结晶的a轴、b轴、其它取向的结晶趋于增加。这些各向异性结晶无助于Ic特性，反而成为Ic特性下降的原因。另外，各向异性结晶容易在Cu_xO等多晶上形成，其生长速度比c轴结晶快，因此一旦形成，会比c轴结晶的生长更加得到促进。因此，存在生长成无助于提高Ic特性的超导层的问题。

本发明的课题为提供一种超导线材的制造方法和超导线材，即使在对超导层进行了厚膜化的情况下超导电流也不会饱和。

用于解决问题的手段

根据本发明，提供一种超导线材的制造方法，其是在金属基板上隔着中间层形成超导层而成的超导线材的制造方法，其特征在于，

该制造方法包括：加热工序，将上述金属基板加热至形成上述超导层的超导薄膜的成膜温度；成膜工序，在上述中间层上成膜出具有10nm以上且200nm以下的膜厚的上述超导薄膜；和冷却工序，将上述金属基板温度冷却至低于上述超导薄膜的成膜温度，

该制造方法进行两次以上的由上述加热工序、上述成膜工序和上述冷却工序构成的超导薄膜形成工序。

另外，根据本发明，提供一种超导线材，其是在金属基板上隔着中间层形成超导层而成的超导线材，其特征在于，上述超导层由两层以上超导薄膜构成，

上述两层以上超导薄膜的各膜厚为10nm以上且200nm以下。

发明效果

根据本发明，可以提供一种超导线材的制造方法和超导线材，即使在对超导层进行了厚膜化的情况下，超导电流也不会饱和。

附图说明

图1为表示本实施方式涉及的Y系超导线材的层积结构的图。

图2为表示本实施方式涉及的Y系超导线材的层积结构的截面图。