JP2001527298A - 高い臨界温度を持つ超伝導材料を備えた超伝導体とその製造方法並びにこの超伝導体を備えた電流制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電流を所定の方向に通す超伝導体（１０）は金属製の基板（１１）並びにこの基板に析出された電気的に絶縁性の少なくとも１つの中間層（１２）と、この中間層に析出された、高い臨界温度の超伝導体層（１３）とを備えた少なくとも１つの導電路（Ｌ）を備える。この導電路（Ｌ）はその超伝導体層（１３）と基板（１１）との間に、電流の流れ方向に延びて、超伝導体層と基板との電気的な並列接続のための、少なくとも１つの接続部（１５ａ、１５ｂ）を有する。この超伝導体は特に電流制限装置用として使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 この発明は、少なくとも次の構造部分、即ち金属材料からなる基板並びにこの
基板の上に設けられた導電路を備え、所定の１方向に電流を通す超伝導体に関す
る。この導電路は、基板の上に析出された電気的絶縁材料からなる少なくとも１
つの中間層と、この中間層の上に析出された、高い臨界温度を持つ超伝導材料か
らなる少なくとも１つの超伝導体層とを備える。この発明は、さらに、このよう
な超伝導体の製造方法に関する。このような超伝導体及びその製造方法はヨーロ
ッパ特許出願公開第０２９２９５９号明細書に開示されている。さらにまた、こ
の発明は、このような超伝導体を備えた電流制限装置に関する。

【０００２】 ７７Ｋ以上の高い臨界温度Ｔ_Cを持ち、それ故に高臨界温度超伝導材料、即ち ＨＴＳ材料とも称され、特に液体窒素（ＬＮ₂）による冷却を可能とする金属酸 化物超伝導体は公知である。かかる金属酸化物超伝導体には、特に、例えばＹ−
Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ型或いはＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ型（この場合、Ｂｉ成分は
部分的にＰｂによって置換可能）のような特別な物質系をベースとする銅酸塩が
属する。個々の物質系の内部には、結晶単位格子内の銅−酸素の格子面もしくは
層の数によって区分される、種々の臨界温度Ｔ_Cを持った多数の超伝導の高温臨 界温度相が生じている。

【０００３】 これら公知のＨＴＳ材料を、異なる使用目的のために種々の基板の上に析出し
、そしてその場合、一般に、できるだけ位相ずれのない超伝導材料を得ようとす
ることが試みられている。例えば、特に金属製基板が導体用として挙げられてい
る（最初に挙げたヨーロッパ特許出願公開明細書参照）。

【０００４】 導体用のかかる超伝導体において、ＨＴＳ材料は、一般に基板となる金属製の
帯板の上に直接析出されるのではなく、この金属帯板は先ず、バッファ層とも称
される薄い中間層で覆われる。この中間層は約１μｍの厚みを持ち、基板からＨ
ＴＳ材料に金属原子が侵入するのを阻止し、超伝導特性を悪化させないようにす
るものである。同時に、この中間層によりＨＴＳ材料の表面を平滑にし、その接
着性を改善することができる。このような中間層は、一般に、ジルコニウム、セ
リウム、イットリウム、アルミニウム、ストロンチウム或いはマグネシウムのよ
うな金属の酸化物からなり、それ故、電気的に絶縁性である。例えば帯導体のよ
うな個別の電流負担導電路には、これにより、超伝導体が少なくとも部分領域で
常伝導状態に移行する（いわゆる「クエンチ」）と、ある問題が生ずる。即ち、
超伝導体は、例えば臨界温度Ｔ_Cを越えて加熱されることにより、所々で抵抗性 となり、抵抗Ｒを持つ（いわゆる「ホットスポット」）。超伝導体を流れる電流
Ｉは、その場合、さらに超伝導材料を通って流れ、抵抗性となった範囲にわたり
電圧降下Ｕ＝Ｒ・Ｉが生じる。超伝導性の導電路を支持している帯状の金属基板
では、これに対して、その両端にかかる電圧Ｕは等しく全導体長にわたり降下す
る。その結果、場合によっては、導電路において高い電圧差が中間層を挟んで生
ずる。この場合、この層の厚さが薄いので電気的な絶縁破壊が回避されず、中間
層の、場合によっては超伝導体の点状の破壊に至ることがある。これと同様な問
題は、特にこのように構成された超伝導体を電磁石巻線に或いはケーブルに使用
する場合にも生ずる。この問題は、特にこのような帯導体で抵抗性の電流制限装
置を作る場合にも生ずる。この装置では、超伝導状態から常伝導状態への移行を
短絡時の電流制限に利用する。その場合、この装置において中間層が通常のｋＶ
範囲の動作電圧に対し充分な耐圧を示すようにすることは不可能である。

【０００５】 この問題に基づき、公知の電流制限装置（例えば、ドイツ特許出願公開第１９
５２０２０５号明細書参照）においては、ＨＴＳ材料が電気的に絶縁性の、例え
ばセラミック基板の上に設けられる。Ａｕ或いはＡｇのような良導電性の材料か
らなる付加的な金属層をいわゆる「ホットスポット」における破壊に対する分路
として直接ＨＴＳ材料の上に形成し、これによりこのＨＴＳ材料が金属層と導電
的に面接触するようにすることも可能である（例えば、ドイツ特許第４４３４８
１９号明細書参照）。前述の問題はこの場合発生しない。

【０００６】 この発明の課題は、最初に挙げた特徴を備えた超伝導体において、金属製の基
板を使用した場合に、電気的に絶縁性の中間層を介して望ましくない電位差が導
電路に生ずる危険性を少なくとも減少させることにある。

【０００７】 この課題は、この発明によれば、導電路の超伝導体層と基板との間に、この導
電路に付属し、電流方向に延び、超伝導体層を基板と電気的に並列接続する少な
くとも１つの導電接続部を形成することにより解決される。

【０００８】 このように構成された超伝導体に伴う特徴は、金属製の基板と導電路の超伝導
体層とが、電流方向に見て、少なくとも大部分この構造長に沿って相互に電気的
接触が行われ、従ってそこで電流の回り込みが可能となることにある。接続範囲
では、従って導電路において、中間層による絶縁破壊が抑制される利点がある。

【０００９】 超伝導体層と基板との間の少なくとも１つの導電性接続部は、当該少なくとも
１つの接続範囲において中間層の析出を回避するか、或いは中間層を超伝導体層
の析出の前に除去することにより形成するのがよい。これに代えて、少なくとも
１つの接続範囲にわたって延びる、少なくとも１つの金属層を形成してもよい。

【００１０】 さらに、この超伝導体は、超伝導材料の析出方法として、超伝導材料の個々の
成分を酸素を供給しながら同時に熱蒸着する方法、レーザーアブレーション、化
学蒸着、特に超伝導材料の金属酸化物成分による化学蒸着或いはシルクスクリー
ン印刷を使用して製造するのが有利である。上述の析出方法により、中間層の上
に高い臨界電流密度を持つ超伝導体層を形成することができる。

【００１１】 さらにまた、中間層材料の析出のためにイオンビーム蒸着（ＩＢＡＤ）を使用
することも有効である。この方法により、特に公知の中間層材料の２軸方向に配
向性のある結晶構造を形成することができる。超伝導材料は、その場合、好まし
いことに、同様に２軸方向に配向性を持って成長し、その結果電流を制限する結
晶粒界の脱落により高い臨界電流密度を得ることができる。

【００１２】 この発明による超伝導体は、電流制限装置の作成に使用するのに特に有効であ
る。というのは、超伝導材料に対して金属製の基板を使用することにより必要な
低温媒体への急速な熱放散、かくしてそれだけ急速な動作シーケンスを保証する
ことができるからである。

【００１３】 この発明による超伝導体、その製造方法並びにこの超伝導体により作られる電
流制限装置の有利な実施例は各従属請求項に記載されている。

【００１４】 この発明の実施例を、以下に、図面を参照して詳しく説明する。なお、各図に
おいて対応する部分は同一の符号で示す。

【００１５】 この発明による超伝導体の構成は、特に超伝導性の電流制限装置（先に挙げた
ドイツ特許出願公開第１９５２０２０５号或いはヨーロッパ特許出願公開第０５
２３３７４号明細書を参照）としても提案されているような、それ自体公知の実
施例（最初に挙げたヨーロッパ特許出願公開第０２９２９５９号明細書を参照）
から出発している。この発明による超伝導体は、それ故、少なくとも、支持体（
基板とも称されるが故に、以下基板とする）と、この基板の上に形成された導電
路とを有している。この導電路は、この基板の上に析出された、バッファ層とも
称される少なくとも１つの中間層並びにこの中間層の上に形成される、ＨＴＳ材
料からなる層を有する。これらの両層は導電路を構成している。基板に対しては
金属材料からなる板、帯板或いはその他の構造がそれ自体任意の厚さとそれぞれ
の使用例に対して必要とされる面積寸法で使用される。金属材料としては、この
場合、ＨＴＳ材料に対する基板として公知の全ての金属元素或いはこれらの金属
の合金が挙げられる。例えば、Ｃｕ、Ａｌ又はＡｇ或いは主成分としてこれらの
元素の１つを備えた合金或いは鋼材並びに特に商品名「ハステロイ」を持つ特殊
なＮｉＭｏ合金が適している。

【００１６】 ＨＴＳ材料の高い電流臨界密度Ｊ_Cのために必要な、ＨＴＳ材料の配向性のあ る成長、特にエピタキシー成長を可能とするために、少なくとも１つの中間層は
このような成長を保証する材料からなるのがよい。それ故、ＨＴＳ材料の結晶寸
法に適合した結晶組織を持つ中間層が適している。いずれの場合にも中間層の材
料は電気的に絶縁性でなければならない。２軸方向に配向性のある、イットリウ
ムで安定化された酸化ジルコニウム（ＹＳＺと略称）が有利である。その他に、
他の公知のバッファ層材料、例えば、ＣｅＯ₂、ＹＳＺ＋ＣｅＯ₂（二重層として
）、Ｐｒ₆Ｏ₁₁、ＭｇＯ、ＹＳＺ＋錫をドープしたＩｎ₂Ｏ₃（二重層として）、 ＳｒＴｉＯ₃或いはＬａ_1-xＣａ_xＭｎＯ₃も適している。これらの材料の１つ或い
は複数がそれ自体公知の方法で基板の表面に析出される。このために、いわゆる
ＩＢＡＤ法（イオンビーム蒸着法）が有利に使用される。勿論、他の方法もまた
、例えばスパッタ或いは所定の角度の下でのレーザーアブレーションが適してい
る。中間層の材料の析出は、その場合、多くは基板の温度を上げて行われる。こ
のようにして得られた、配向性のある中間層の層厚は、一般に、０．１から２μ
ｍの間にある。

【００１７】 中間層上には、次いで、ＨＴＳ材料が公知の析出方法を使用し、基板を加熱し
ながら一般に数μｍまでの厚さに形成される。このために適したＰＶＤ（物理蒸
着）法の最も一般的なものはパルスレーザーを使用したレーザーアブレーション
、マグネトロン・スパッタ或いは特に熱的な同時蒸着（酸素を供給しつつＨＴＳ
材料の成分を同時に蒸着する）である。特に有機金属製の出発材料を使用したＣ
ＶＤ（化学蒸着）法もまた適している。これらの代わりに、それ自体公知のシル
ク・スクリーン印刷もまた行うことができる。

【００１８】 ＨＴＳ材料としては、特にＬＮ₂冷却が可能な、全ての公知の高い臨界温度（ Ｔ_C）を持つ超伝導材料が挙げられる。このような材料は、例えばＹＢａ₂Ｃｕ₃ Ｏ_7-XもしくはＲＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-X（Ｒ＝希土類金属）、ＨｇＢａ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_{6+ X} 、ＨｇＢａ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_8+X、Ｂｉ₂Ｓｒ₂ＣａＣｕ₂Ｏ_8+X或いは（Ｂｉ，Ｐｂ ）₂Ｓｒ₂Ｃａ₂Ｃｕ₃Ｏ_10+Xである。ＨＴＳ材料からなる層（以下、単にＨＴＳ層
という）は、少なくとも１つの別の層、例えば保護層或いは分路層となる層で覆
うこともできる。

【００１９】 中間層とこの上にあるＨＴＳ層は少なくとも１つの導電路にパターニングされ
ている。これと同様に、個別に析出された導電路層を設けることもできる。

【００２０】 帯状の基板、中間層及びＨＴＳ層からなる、この発明によるこのような超伝導
体は、基本的には、図１に断面で図示する実施例に基づくものであり、全体を１
０の符号で示している。なお、基板は１１で、中間層は１２で、ＨＴＳ層は１３
で示す。この中間層１２とＨＴＳ層１３はストライプ状の導電路Ｌを形成してい
る。この発明によれば、導電路ＬのＨＴＳ層１３と基板１１との間には、矢で示
される電流Ｉの流れ方向に延びる少なくとも１つの導電性接続部が存在している
ものとする。即ち、この方向に見て、少なくとも１つの接続部によりこの構造の
全長にわたって切れ目なく超伝導体層と基板との並列接続が形成されるものとす
る。しかし、この方向に見て、これらの部分の間の短い規則的な切れ目を、望ま
しい並列接続が実質的に損なわれることないように設けることも可能である。図
示の実施例においては、２つの接続部がＡｇ、Ａｕ或いはＣｕのような良導電性
の金属からなる側面のストライプ状の層１５ａ及び１５ｂの形で形成されている
。このストライプ状の金属層１５ａ及び１５ｂを作るために、帯状基板１１の両
側面のストライプ状縁部領域１１ａ及び１１ｂの少なくとも１つにおいて、バッ
ファ層１２はその析出の際に、例えば遮蔽マスクによって初めから形成されない
ようにするか、その後に研磨、エッチング、レーザービームによる蒸発のような
機械的或いは化学的方法で除去される。基板のこの裸になった縁部領域１１ａ及
び１１ｂの幅ｂは、それぞれＨＴＳ層１３の厚さｄの少なくとも５倍であり、百
倍までではあるがそれより遙かに大きいのがよい。ＨＴＳ層１３と基板１１との
間の接触は、その場合、側面において中間層１２を越えて延び、基板の裸の縁部
領域１１ａ及び１１ｂと超伝導体層のそれぞれの縁部領域を覆うストライプ状の
金属層１５ａ及び１５ｂを形成することによって行われる。ＨＴＳ層は、中間層
と同様に、縁部領域１１ａ及び１１ｂにおいて除去するか、それを越えて延ばす
こともできる。一般に、金属層１５ａ及び１５ｂの側面方向の寸法ａは、ストラ
イプ状の超伝導体層１３もしくはその下にある中間層１２の幅Ｂに較べて小さく
、好ましくは、その１／１０から１／１００である。この金属層の最大厚さは、
一般に、最高でもＨＴＳ層１３の厚さｄに等しい。

【００２１】 図２に示す、全体を２０で表したこの発明による超伝導体においては、その導
電路ＬのＨＴＳ層２３は、これより中間層２２の幅を越えて基板１１の全幅にま
で側面方向に延びている。この実施例では、従って接触のための金属片は必要な
く、ＨＴＳ層２３が中間層２２の側面に重なることによって、この基板１１の縁
部領域１１ａ及び１１ｂにおいて基板と直接接触している。その場合、中間層２
２のエッジの周囲において及び縁部領域１１ａ及び１１ｂの上では臨界電流密度
Ｊ_C及び／又は臨界温度Ｔ_Cのような、ＨＴＳ層２３の縁部領域２３ａ及び２３ｂ
における超伝導特性値が減少することがある。場合によっては、ここでは、層２
３の材料が常伝導性であってもよい。

【００２２】 図１及び２に示すこの発明による超伝導体１０もしくは２０においては、電流
方向に見て、導電路ＬのＨＴＳ層と金属基板との間の導電接続がこの構造の軸方
向の全長にわたって延びているが、これとは異なり、この方向に規則的な切れ目
を持った、超伝導体のこの両部分の導電性接触も考えられる。図３はこのような
超伝導体３０を示す。この構造においては、図２の実施例の場合のように、接触
はＨＴＳ層３３自体によって行われている。このために、中間層３２に、電流方
向に見て相前後して、規則的な間隔で三角形状の切り欠き３５が設けられ、ここ
でＨＴＳ層３３が直接基板１１に接している。中間層３２は、それ故この場合、
ほぼ鋸歯状の側面形状を持っており、この平均の歯間距離ｗはＨＴＳ層３３の厚
さｄの少なくとも５倍の大きさであるのがよい。このようにして導電路の超伝導
材料と金属基板との間の過熱域の長さが延長され、それだけその遷移抵抗が減少
する。

【００２３】 図１から図３に示すこの発明による超伝導体の実施例においては、１つの基板
１１に唯一のストライプ状の導電路Ｌが形成され、基板は付加的にこの導電路Ｌ
のストライプ形状に適合した形を持つことから出発している。勿論、この発明に
よる超伝導体に対し、その幅が比較的大きい基板もまた適している。基板がそれ
だけ充分な寸法を持つ場合には、この上に複数の導電路を配置することもできる
。図４は、図２と同様な形で、このような超伝導体を示し、それぞれ図２の超伝
導体を持つ２つの平行に延びる導電路Ｌ及びＬ’が１つの共通の基板１１の上に
設けられている。

【００２４】 基板に唯一の導電路が、ループ状、Ｕ字状或いは蛇行状の形状を持って形成さ
れている場合もまた、図４に相当する断面を持つことは明らかであろう。

【００２５】 図５は図１或いは図２によるストライプ状の超伝導体の平面図を示す。例えば
、導電路Ｌを持つ図２による超伝導体２０を仮定する。この導電路のＨＴＳ層２
３の、陰影で示された区間２３ｔは常伝導性（抵抗性）となったものとする。そ
の場合生ずる電流Ｉの流れは電流線で示され、ＨＴＳ層２３内の電流線はｉとし
、実線で図示されている。一方基板を通って延びる電流線ｉ’は破線で示されて
いる。抵抗性の区間２３ｔの抵抗が基板の並列区間に対して大きいと、電流Ｉの
大部分は最初のものに平行に縁部領域２３ａ及び２３ｂの導電接続部を介してエ
ッジで金属基板の方に逸れる。帯状の超伝導体における二次元の電流分布を解析
することにより、移行帯域Ｚは、ＢをＨＴＳ層の幅とするとき、ほぼ軸方向寸法
Δｌ＝Ｂ／πを持っていることが分かる。これにより電圧差は導電路Ｌの絶縁性
中間層２２を介して数ボルトの範囲の耐えうる大きさに削減される。金属基板は
、その上、超伝導体に対する分路抵抗として作用し、例えば、電流制限装置にお
いては、ＨＴＳ層の表面にＡｇ或いはＡｕのような良導電性材料からなる低抵抗
薄膜を付加的に設けることを省略し、場合によっては、早めに常伝導性になった
「ホットスポット」において超伝導体空間が許容できない程度に加熱されるのを
回避する。

【００２６】 この発明による超伝導体は、抵抗性の電流制限装置に対して使用するのが特に
有利である。このために、例えば大面積の板状構造か、以下に取り上げるように
、図１及び３の実施例の１つによる帯導体型で、特に配向性のある中間層（バッ
ファ層）の上に約０．３から１０μｍ厚のＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-X層が形成されたも のがその基本とされる。このような帯導体は、その場合、電流をその臨界電流Ｊ _C に達するまで抵抗なしに負担し、Ｊ_Cを超過することによって常伝導になった（
クエンチ）後に、短絡時に故障電流を有効に制限するために、充分に大きな抵抗
値を持つ。基板の金属帯は、その場合、同時に超伝導体層に対する分路として作
用し早めに常伝導性になった「ホットスポット」における温度上昇を制限する。
帯導体の長さをできるだけ短くするために、その基板はできるだけ薄く、特に０
．０３から０．１ｍｍの厚さを持ち、ハステロイのような高い電気抵抗を持つ金
属からなるのがよい。図６の説明図によれば、共通の端部５１に電気的に互いに
接続された帯導体２０及び２０’を２条の円板状巻回体５２に並列巻きすること
により、インダクタンスの小さいモジュール構造の制限素子５０が形成できる。
平板巻回体５２の隣接する帯導体層の間には電気的絶縁のために絶縁帯板５３を
挿入し、これを例えば波形或いはフィン付き構造とすることにより、同時に遮断
動作の後に速やかに冷却目的のため冷却媒体が帯導体に容易に近づくようにして
いる。図には、さらに、帯導体の巻回体５２の電気的接続のためのもしくは電流
Ｉの導入及び導出のためのリード線５４ａ及び５４ｂを示す。

【００２７】 このようなモジュール構成の電流制限装置５０ｉ（ｉ＝１．．．．ｎ，ｍ）の
複数個で、図７において６０で示すような電流制限装置を構成することができる
。定格電流Ｉ及び定格電圧Ｕを持つこのような素子を複数個、ｎ回並列接続する
ことにより固有定格電流ｎＩに対する、また複数個ｍ回直列接続することにより
定格電圧ｍＵに対する電流制限装置が形成される。

【００２８】 図７による電流制限装置６０は、以下に表の形で纏めた具体的な実施例の諸数
値に基づいている。

【表１】 1.) Ｉ_C400 A 用帯導体 厚さ×幅 基板（11） 50μｍ×2 ｃｍ ハステロイ ２軸方向に配向性のある中間層（22） 1 μｍ イットリウムで安定化 されたＺｒＯ₂或いはＣｅＯ₂ 両側の裸の縁部領域（11a,11b）の幅 0.02 〜0.2 ｍｍ ＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-X超伝導体層（23） の厚さ（ｄ） 2 μｍ 超伝導体における臨界電流密度 10⁶A ／cm² 任意：Ａｇ層（15a,15b ） 縁部領域における厚さ×幅 1 μｍ× 0.1〜0.3 ｍｍ 2.）モジュール構成の電流制限素子（50i） 1.) による２つの帯導体(20,20'), 長さ 2 × 7.5ｍ ２重巻き 絶縁帯板（53） による層間絶縁 プラスチック箔 25 μｍ波付き
巻回体（52）の外径 10 〜 20 ｃｍ 3.) 2000A_rms, 15kV用電流制限装置（60i） 2.) による素子（50i ）の数 49（ｎ＝７並列×ｍ＝７直列） 1.) によるＨＴＳ帯導体（20,20'） の 全長 L= 735 m

【００２９】 上述の実施例は、それぞれ超伝導体層の縁部における導電路の超伝導体層と基
板との間の並列接続から出発している。しかしながら、これは絶対的に必要なも
のではない。例えば超伝導体層に電流の流れ方向に延びる切り欠き、溝或いは穴
を設け、その縁部でこの発明による並列接続を行うこともできる。このような切
り欠きは、例えばストライプ状の超伝導体層の真ん中に延びることができる。そ
の場合、しかし、如何なる場合にも、この発明により各導電路はそれに付属する
、図１から図３による接続部を備えることが保証されていなければならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による超伝導体の１実施例の原理的構成図。

【図２】 この発明による超伝導体の異なる実施例の原理的構成図。

【図３】 図２による超伝導体の特殊な実施例の斜視図。

【図４】 この発明による超伝導体のさらに異なる実施例の原理的構成図。

【図５】 クエンチの場合における超伝導体の電流の流れ図。

【図６】 超伝導体で構成されたモジュール構造の電流制限素子の断面図。

【図７】 図５による複数のモジュール状電流制限素子を備えた電流制限装置の斜視図。

【符号の説明】

１０ 超伝導体 １１ 基板 １１ａ 基板の縁部領域 １１ｂ 基板の縁部領域 １２ 中間層 １３ 超伝導体層（ＨＴＳ層） １５ａ 導電性接続部 １５ｂ 導電性接続部 ２０ 超伝導体 ２２ 中間層 ２３ 超伝導体層（ＨＴＳ層） ２３ａ 超伝導体層の縁部領域 ２３ｂ 超伝導体層の縁部領域 ３０ 超伝導体 ３２ 中間層 ３３ 超伝導体層（ＨＴＳ層） ３５ 中間層の切り欠き ５０ 電流制限素子 ５０ｉ 個々の電流制限素子 ５１ 共通端子 ５２ 巻回体 ５３ 絶縁帯板 ５４ａ リード端子 ５４ｂ リード端子 ６０ 電流制限装置

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属材料からなる基板、並びにこの基板の上に配置され、前記
   基板に析出された電気的絶縁材料からなる少なくとも１つの中間層と、この中間
   層の上に析出され、高い臨界温度を持つ超伝導材料からなる少なくとも１つの超
   伝導体層とを含む導電路を少なくとも備え、この導電路（Ｌ、Ｌ’）の超伝導体
   層（１３、２３、３３）と基板（１１）との間にこの導電路に付属し、電流の通
   流方向に延び、これにより超伝導体層を基板と電気的に並列に接続する少なくと
   も１つの導電性の導電路接続部が形成されていることを特徴とする１つの所定の
   方向に電流を通すための超伝導体。
2. 【請求項２】少なくとも１つの接続部として、側面方向に超伝導体層（１３
   ）から基板の縁部領域（１１ａ、１１ｂ）にまで延びるストライプ状の金属層（
   １５ａ、１５ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の超伝導体。
3. 【請求項３】少なくとも１つの接続部として、中間層（２２、３２）に側面
   で重なり、基板（１１）の対応する縁部領域（１１ａ、１１ｂ）に接している超
   伝導体層（２３）の縁部片（２３ａ、２３ｂ）が設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の超伝導体。
4. 【請求項４】中間層（３２）が側面部に切り欠き（３５）を備え、ここで超
   伝導体層（３３）が基板（１１）に接していることを特徴とする請求項３記載の
   超伝導体。
5. 【請求項５】Ｃｕ、Ａｌ又はＡｇ或いはこれらの合金或いは鋼材、特にＮｉ
   Ｍｏからなる鋼材からなる基板（１１）を備えていることを特徴とする請求項１
   ないし４の１つに記載の超伝導体。
6. 【請求項６】超伝導材料の結晶寸法に適合した結晶組織を持つ少なくとも１
   つの中間層（１２、２２、３２）を備えていることを特徴とする請求項１ないし
   ５の１つに記載の超伝導体。
7. 【請求項７】２軸方向に配向性のある、イットリウムで安定化されたＺｒＯ
   ₂又はＣｅＯ₂からなる少なくとも１つの中間層（１２、２２、３２）を備え
   ていることを特徴とする請求項６記載の超伝導体。
8. 【請求項８】１つの共通基板（１１）に複数の個別導電路（Ｌ、Ｌ’）を備
   えていることを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の超伝導体。
9. 【請求項９】少なくとも１つの接続部領域において超伝導体層（１３、２３
   、３３）と基板（１１）との間に少なくとも１つの接続部を形成するために、中
   間層の析出が回避されるか、中間層が超伝導体層の析出の前に除去されることを
   特徴とする請求項１ないし８の１つに記載の超伝導体の製造方法。
10. 【請求項１０】超伝導体層（１３、２３、３３）と基板（１１）との間に少
    なくとも１つの接続部を形成するために、接続部領域にわたって延びる少なくと
    も１つのストライプ状の金属層（１５ａ、１５ｂ）が析出されることを特徴とす
    る請求項１ないし８の１つに記載の超伝導体の製造方法。
11. 【請求項１１】超伝導材料の析出方法として、酸素の供給の下での超伝導材
    料の個々の成分の同時熱蒸着、或いはレーザーアブレーション、或いはスパッタ
    或いは化学蒸着、特に超伝導材料の金属有機物成分の化学蒸着、或いはシルクス
    クリーン印刷が行われることを特徴とする請求項９又は１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】中間層材料の析出のためにイオンビーム蒸着（ＩＢＡＤ）、
    スパッタ或いはレーザーアブレーションが行われることを特徴とする請求項９な
    いし１１の１つに記載の方法。
13. 【請求項１３】請求項１ないし８の１つに記載の方法で製造した少なくとも
    １つの超伝導体（１０、２０、３０）を備えることを特徴とする電流制限装置。
14. 【請求項１４】請求項１から８の１つに記載の方法で製造したそれぞれ１つ
    の超伝導体を備えた複数のモジュール状電流制限素子（５０ｉ）の電気的接続構
    成を備えることを特徴とする請求項１３記載の電流制限装置。
15. 【請求項１５】各電流制限素子（５０ｉ）が超伝導体を持つ帯導体を２条に
    巻回した巻回体（５２）を備える請求項１４記載の電流制限装置。
16. 【請求項１６】 帯導体の巻回体（５２）が隣接する帯導体層の間に冷却媒体の通流を容易にす
    る絶縁帯（５３）を備えることを特徴とする請求項１５記載の電流制限装置。