JP2004006063A

JP2004006063A - 線材およびその製造方法

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Publication number: JP2004006063A
Application number: JP2002113295A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Daimatsu; 大松　一也; Kozo Fujino; 藤野　剛三
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】配向したテープ状基板を用いることにより、実用レベルの高い臨界電流密度を高い生産性で得ることができる、線材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】蒸着源を用いて形成された蒸着膜を含む線材を製造する方法であって、少なくとも表層部１ｂにおいて配向しているテープ状基板１を形成する工程と、その後、蒸着膜２，３を蒸着するに際し、蒸着源の面とテープ状基板１の延びる方向とのなす角度θが所定の角度範囲に入るように配置して、配向した表層部の上に蒸着膜２，３を形成する工程とを備える。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、線材およびその製造方法に関し、特に、配向したテープ状基板上に形成された酸化物超電導膜を含む線材およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に中間層を介在させて酸化物超電導膜を形成する場合において、その中間層の成膜方法がたとえば特開平７−２９１６２６号公報に記載されている。
【０００３】
この公報に記載された技術では、ターゲット材にレーザ光を照射することにより、ターゲット材から飛散した物質を基材上に蒸着させるレーザアブレーション法に従って中間層を形成する。ターゲット材に対して基板を所定の角度だけ傾けた状態で中間層を蒸着させることにより、特定の結晶軸が基板の法線方向とほぼ平行になるような膜を形成している。
【０００４】
これにより、基板上に形成される中間層が特定方位に配向するため、その上に超電導膜を形成した場合に、その超電導膜も配向し、良好な超電導特性が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公報に記載された方法では、十分高い配向性が得られず、このため十分な臨界電流密度を得ることができなかった。
【０００６】
一方、上記の問題を解決するために、配向したテープ状基板を用いることが可能である。すなわち、配向したテープ状基板の上にＣｅＯ_２等の中間層を配向させて、Ｒｅ（希土類）系１２３構造（ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ）などの酸化物超電導膜を配向させて形成することができる。しかし、配向したテープ状基板に配向した中間層を形成することは容易ではなく、たとえば、図１４に示すように、（１００）配向に加えて、（１１１）配向が発生する。（１１１）配向は、臨界電流密度を向上させる上で、（１００）配向の効果を減ずる方向に作用するので、十分高い臨界電流密度を得ることができなかった。
【０００７】
本発明は、配向したテープ状基板を用いることにより、実用レベルの高い臨界電流密度を高い生産性で得ることができる、線材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の線材の製造方法は、蒸着膜を含む線材を製造する方法である。この製造方法では、少なくとも表層部において配向しているテープ状基板を形成する工程と、その後、蒸着膜を蒸着するに際し、蒸着源の面とテープ状基板の延びる方向とのなす角度が所定の角度範囲に入るように配置して、配向した表層部の上に蒸着膜を形成する工程とを備える（請求項１）。
【０００９】
この構成により、蒸着種がテープ状基板に斜めに当る。このような斜め照射により、面内配向を有する配向層の上に、望ましい（１００）に配向した中間層を得ることができる。この結果、臨界電流密度の向上に有効な（１００）配向の酸化物超電導膜を得ることが可能となる。上記のテープ状基板は、蒸着源の上を走行させてもよいし、また走行させなくてもよい。
【００１０】
上記の配向したテープ状基板には、たとえば、Ｎｉ合金やステンレス鋼のテープに、面内配向を有するＮｉ層やＡｇ層を形成したものを用いることができる。Ｎｉ層やＡｇ層の面内配向性は、１５°〜２０°程度の範囲の広がりＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ　Ｗｉｄｔｈ　ａｔ　Ｈａｌｆ　Ｍａｘｉｍｕｍ）を持ってもよい。
【００１１】
上記の線材の製造方法では、テープ状基板の延びる方向と、蒸着源の面とのなす角度を、２０°〜８０°の範囲内にすることができる（請求項２）。
【００１２】
上記角度２０°以上とすることにより、望ましくない配向、たとえば（１１１）配向を抑制して、主に（１００）配向をより高い確度で得ることができるようになる。一方、上記角度が８０°を超えると蒸着膜の成膜速度が小さくなるので、８０°以下とする。上記の角度は、望ましくは３０°〜７０°の範囲である。なお、上記角度は、たとえば蒸着源が溶融プールである場合には、プール面とテープ状基板の延びる方向とのなす角度である。
【００１３】
本発明の線材の別の製造方法は、蒸着膜を含む線材を製造する方法である。この方法は、少なくとも表層部において配向しているテープ状基板を形成する工程と、その後、テープ状基板の表層部を蒸着源に対面させて走行させ、蒸着膜を蒸着するに際し、その蒸着源から放射される蒸着種が到達し、蒸着膜が蒸着され始めるテープ状基板の部分において、その蒸着され始める部分のテープ状基板に沿う方向と、蒸着源からその部分に至る直線とのなす角度が２０°〜８０°の範囲にあるように、蒸着の操業条件および配置を設ける（請求項３）。
【００１４】
上記の構成によっても、テープ状基板を傾けた配置と同様な作用を得ることができる。すなわち、上記の蒸着が始まる部分では、蒸着種がテープ状基板に斜めに照射される。このため、優れた（１００）配向の蒸着膜を得ることができる。蒸着種は、蒸着源から広角に放射されるか、または斜め放射される。なお、この場合、テープ状基板は傾けてもよいし、傾けなくてもよい。上記角度が２０°〜８０°の範囲内にあればよい。上記のように、テープ状基板を傾ける蒸着法および蒸着種の広角放射または斜め放射の蒸着法をまとめて、ＩＳＤ（Ｉｎｃｌｉｎｅｄ　Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法と称することとする。
【００１５】
なお、上記別の製造方法では、蒸着源から広角に蒸着種が放射される場合には、蒸着が始まるテープ状基板の部分は、蒸着源をテープ状基板が通過する前の領域側に位置することになる。配向層の上に最初に蒸着する蒸着種を斜め照射させることにより、（１００）配向とすることができる。その結果、その後、蒸着する蒸着種は（１００）配向層を増厚することにもっぱら寄与させることができる。
【００１６】
上記いずれの製造方法においても、表層部が配向したテープ状基板を形成する工程では、テープ状基材の上に配向を有する配向層を形成することができる（請求項４）。
【００１７】
表層部のみ配向層で構成することにより、容易にテープ状配向基板を得ることができる。
【００１８】
上記いずれの製造方法でも、蒸着膜を形成する工程では、テープ状基板に配向した中間層を形成し、次いで中間層の上に酸化物超電導膜を形成することができる（請求項５）。
【００１９】
この中間層を配置するることにより、配向性に優れた酸化物超電導膜を得ることができる。上記の場合、中間層および酸化物超電層の両方を、上述のＩＳＤ法で形成することができる。
【００２０】
上記の線材の製造方法では、中間層の膜厚を１μｍ以下とすることができる（請求項６）。
【００２１】
中間層の膜厚を１μｍ以下とすることにより、良好な配向を確保し、かつ中間層の形成に時間を要さず生産効率を向上させることができる。
【００２２】
上記のいずれの製造方法においても、蒸着膜が物理蒸着法によって形成されることができる（請求項７）。
【００２３】
上記の物理蒸着法には、たとえば、イオンビームスパッタリング法（ＩＢＳ）、スパッタリング法、熱共蒸着法、電子ビーム蒸着法およびレーザアブレーション法などを例示することができる。
【００２４】
上記の線材の製造方法では、酸化物超電導膜を形成する以前に、テープ状基板と酸化物超電導膜との間のいずれかの位置に、テープ状基板の延びる方向と、蒸着源の面とのなす角度をほぼゼロにした配置で、テープ状基板に蒸着膜を形成する工程をさらに備えることができる（請求項８）。
【００２５】
上記のように蒸着源に平行な配置としたテープ状基板に蒸着膜（補助中間層と呼ぶ）を形成することにより、蒸着膜を構成する材料とその配向とに応じてテープ状基板の配置を決めることができる。この結果、線材の形成の多様性を確保することができる。
【００２６】
上記の線材の製造方法では、テープ状基板にＲＥ（希土類）系１２３構造の酸化物超電導膜を形成することができる（請求項９）。
【００２７】
ＲＥ（希土類）系１２３構造の酸化物超電導膜、たとえば、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙやそのＣｕサイトの一部を遷移金属元素で置換した組成を有する酸化物超電導膜を形成することができる。この酸化物超電導膜は、配向した中間層のために、やはり良好な配向性を有しており、このため臨界電流密度を向上させることができる。
【００２８】
本発明の線材は、可撓性を有するテープ状基材と、テープ状基材の上に位置する配向を有する配向層と、配向層の上に位置する配向した酸化物からなる中間層と、中間層の上に位置する酸化物超電導膜とを備える（請求項１０）。この中間層は、実質的に（１００）配向を有するようにできる（請求項１１）ので、酸化物超電導膜も（１００）配向を有し、このため高い臨界電流密度を得ることができる。
【００２９】
上記の線材は、中間層の厚みを１μｍ以下とすることができる（請求項１２）。また、テープ状基板と酸化物超電導膜との間のいずれかの位置に配向した補助中間層をさらに備えることができる（請求項１３）。酸化物超電導膜として、ＲＥ（希土類）系１２３構造の酸化物超電導膜とすることができる（請求項１４）。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
１．製造方法の概要
図１は、本発明の実施の形態１における線材の製造方法を示す図である。本実施の形態では、組成を調整した固体原料（ターゲット）１１にレーザ光１３を照射してプラズマガスを含むレーザプルーム１５を発生させ、テープ状基板１に当て、蒸着膜を形成する。テープ状基板１は、サプライコイル２１から供給され、巻取コイル２２によって巻き取られながら、プルーム１５中を走行する。本実施の形態における１つの特徴は、蒸着源の面とテープ状基板が走行する方向とが、所定の角度θをなすことにある。θとしては、たとえば４５°とする。この角度は、２０°〜８０°の範囲内とする。また、望ましくは、３０°〜７０°の範囲に入れる。
【００３２】
テープ状基材は、好ましくは可撓性を有するテープである。また、好ましくは、テープ状基材は、銀、銀合金、ニッケル、ニッケル合金およびステンレス鋼からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
【００３３】
上記テープ状基材に積層される配向層は、好ましくは、銀、銀合金、ニッケルおよびニッケル合金からなる群より選ばれた少なくとも１種の蒸着膜を含む。
【００３４】
図２は、テープ状基板の上に中間層２を形成している状態を示す拡大図である。図２において、テープ状基板１は、テープ状基材１ａと、その上に形成された面内配向性を有する配向層１ｂとから形成されている。テープ状基板１は、配向層１ｂをプルーム１５の方に向けて、左下から右上方向に走行している。すなわち、蒸着源に対して角度θだけ傾いて配置されている。照射されたレーザ光１３によって固体原料から発生したプルーム１５は、マスク１２によって所定の中心部分のみが配向層１ｂの上に蒸着される。蒸着された中間層２は、広がりを小さくするようにＦＷＨＭの小さい（１００）集積を有する。この中間層には、希土類酸化物などの酸化物の蒸着膜、たとえばＣｅＯ_２やＹＳＺ（Ｙｔｔｒｉａ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｚｉｒｃｏｎｉａ）を用いる。
【００３５】
（１００）配向を有する中間層２の上には、ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ１２３構造の酸化物超電導膜が、やはり（１００）配向を有するように形成される（図３参照）。ＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ１２３構造の酸化物超電導膜および他の種類の酸化物超電導膜を形成する場合、固体原料（ターゲット）は、好ましくは酸化物である。またより好ましくは、酸化ストロンチウムチタン（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化プラセオジム（ＰｒＯ_２）、酸化ジルコニウムガドリニウム（Ｚｒ_２Ｇｄ_２Ｏ_７）、酸化ジルコニウムサマリウム（Ｚｒ_２Ｓｍ_２Ｏ_７）、酸化ジルコニウムランタン（Ｚｒ_２Ｌａ_２Ｏ_７）、酸化サマリウム（Ｓｍ_２Ｏ_３）、酸化バリウムジルコニウム（ＢａＺｒＯ_３）、酸化ネオジムガリウム（ＮｄＧａＯ_３）、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ_２Ｏ_３）および酸化ホルミウム（Ｈｏ_２Ｏ_３）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
【００３６】
酸化物超電導膜の上には、湿分などから酸化物超電導膜３を保護するため、保護層５などが形成されることが望ましい。また、中間層と酸化物超電導層との間、または配向層を有するテープ状基板と中間層との間に、テープ状基板の走行方向と、蒸着源の面の方向とを一致させて成膜したキャップ層を配置してもよい。このようなキャップ層の配置により線材製造方法の多様性を向上させることができる。次に、上記の線材における重要な構成について詳細に説明する。
【００３７】
２．テープ状基板
図４は、本実施の形態におけるテープ状基板の横断面を示す図である。図４において、テープ状基材１ａは、たとえば幅１０ｍｍ、厚さｔ_１：１００μｍである。また、その上の薄体１ｂは、同じ幅で、厚さｔ_２：３０μｍ程度である。テープ状基材には、Ｎｉ合金、ステンレス鋼などを用いることができる。また、面内配向を有する配向層には、Ｎｉ膜、Ｎｉ合金膜、Ａｇ膜などを用いることができる。テープ状基板自体に配向性がある場合には、さらに面内配向を形成するために、配向層１ｂを形成する必要はない。たとえば、Ｎｉ合金やステンレス鋼を冷間で強加工して、熱処理で再結晶させて所定の配向を有するテープ状基板を形成することができる。このような場合、冷間で強加工して、再結晶させる工程が、少なくとも表層部で配向しているテープ状基板を形成する工程に該当する。
【００３８】
図５は、配向層１ｂにＸ線を照射して得た（１１１）極点図である。配向性ＦＷＨＭは１５°程度におさまっており、無配向のステンレス薄板に形成した蒸着膜としては優れた配向を有しているといえる。このような、配向性を有するテープ状基板を用い、さらに中間層を介在させることにより、優れた配向性を有する酸化物超電導膜を得ることができる。
３．中間層
図６は、テープ状基板の表層部を構成する配向層１ａの上に中間層２をヘテロエピタキシャル成長させた場合の界面での原子配列の関係を示す図である。配向層１ａをＡｇで構成し、中間層にＹＳＺを用いた場合、図６の配置では１０．７％のミスマッチが発生する。また、配向層１ａをＡｇで構成し、中間層にＣｅＯ_２を用いた場合には５．９％のミスマッチが発生する。ミスマッチを小さくする上では中間層２にＣｅＯ_２を用いることが望ましい。このような小さいミスマッチのために、中間層は良好な配向性をもって配向層１ｂの上にヘテロエピタキシャル成長することができる。
【００３９】
図７は、テープ状基板を傾けて配置し、レーザアブレージョン法により蒸着されたＣｅＯ_２からなる中間層２における（１１１）極点図である。図７において、原点の（１１１）点にはほとんどＸ線回折がなされず、等価な４つの（１００）点にのみ集積が認められる。すなわち、良好な（１００）配向が得られている。（１００）点付近における最小の広がり角度βは、ＦＷＨＭで１３．５°であった。一方、同じテープ状基板を用い、かつテープ状基板を傾けることなくプルーム内を走行させた場合、図１４に示すように原点（１１１）点に強い集積が認められる。（１１１）集積が生じた分だけ、（１００）点における集積度は弱くなっている。酸化物超電導材料の臨界電流密度にとって、望ましい配向は（１００）配向であり、（１１１）配向は望ましくない。
【００４０】
図７と図１４とを比較することにより、中間層で（１００）配向を実現するためには、上記のように（ａ）テープ状基板の表層部を面内配向性のあるＡｇ膜などの配向層１ｂで構成し、（ｂ）かつテープ状基板を傾けて配置して中間層２を蒸着すること、または斜め照射が必要である。中間層２は、酸化物超電導膜がヘテロエピタキシャル成長する下地になるので、重要である。
【００４１】
図８は、中間層の配向広がり角度（ＦＷＨＭ）βに及ぼす中間層成膜速度の影響を示す図である。中間層の厚みを２μｍとした場合、成膜速度が高いほど中間層の配向広がり角度は大きくなる傾向にある。また、図９は成膜速度を０．０３μｍ／分とした場合の膜厚の影響を示す図である。膜厚が厚くなるほど中間層の配向ばらつき角度βは大きくなる傾向にある。
【００４２】
したがって、図８および図９の結果を基にして中間層の膜厚をできるだけ薄くかつ実用可能レベルの成膜速度で成膜することにより、配向性に優れた中間層を形成することができる。この結果、中間層の上に配向性に優れた酸化物超電導膜を形成し、実用可能レベルの臨界電流密度を得ることができる。
【００４３】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２における線材の製造方法を示す図である。本実施の形態では、テープ状基板を傾けるのではなく、蒸着源から広角度で発生したプルームがテープ状基板に斜めに当るような配置をとる点に特徴がある。このような配置をとると、テープ状基板１で蒸着され始める部分では、テープ状基板を斜めに配置したのと同じ成膜条件となる。すなわち、この部分のテープ状基板には、蒸着種は斜め照射される。
【００４４】
配向性のあるテープ状基板に中間層を形成する場合、上記のように、最初に（１００）配向が優先する条件で成膜が行われると、この後成膜される蒸着種は（１００）配向を満たすように蒸着される。このため、たとえ、走行するテープ状基板が蒸着源の真上に至って、その真上で蒸着が累積されても、それは（１００）配向膜を増厚する蒸着となるので、（１００）配向が減じられることはない。
【００４５】
この結果、図１１に示すように、（１００）点における集積のＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ　Ｗｉｄｔｈ　ａｔ　Ｈａｌｆ　Ｍａｘｉｍｕｍ）は、１０°〜１５°程度と小さく、良好な（１００）配向を得ることができる。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
配向性のある基板を用い、かつ、実施の形態１におけるテープ状基板を斜め配置して中間層２を形成した。テープ状基板には、次の２種類を用いた。成膜条件と合せて、以下に示す。
（本発明例）　　　テープ状基板　　　：　配向基板　　　　　　　　　　　　中間層　　　　　　：　ＣｅＯ_２０．５μｍ厚　　　　　中間層の成膜条件　：　（１０ｍ／時間）×２回　　　　　（比較例）　　　　テープ状基板　　　：　ハステロイ基材（無配向基板）　　中間層　　　　　　：　ＹＳＺ　２μｍ厚　　　　　　　　中間層の成膜条件　：　（１ｍ／時間）×２回　　　　　着
：　（１０ｍ／時間）×２０回
本発明例によれば、１０ｍ／時間の成膜条件でも、図１２に示すような良好な（１００）配向のＣｅＯ_２を中間層として得ることができる。これに比して、比較例の無配向のテープ状基板を用いた場合には、（１００）配向以外に（１１１）配向も生じ、酸化物超電導の臨界電流密度にとって適切な下地膜を得ることができなかった。
【００４７】
上記の１０ｍ／時間の成膜速度は実用化が可能なレベルであり、本発明の実施例により、実用化の目処をつけることができた。
【００４８】
（実施例２）
配向基板と、無配向基板とを用い、基板の上に中間層を形成し、その上にＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ膜を形成し、（Ｍ１）臨界電流密度Ｈｃ、（Ｍ２）中間層の（１００）配向性β、および（Ｍ３）酸化物超電導膜の（１００）配向性αとを測定した。配向性は、いずれもＦＷＨＭの角度で表わしている。本発明例では、配向基板にＣｅＯ２膜を形成し、基板を傾けて配置してＲＥＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ膜を成膜した。比較例（Ｃ１）〜（Ｃ３）はいずれも無配向基板を用い、それぞれ中間層をＹＳＺ（Ｃ１）、ＹＳＺ／ＣｅＯ_２（Ｃ２）、ＹＳＺ（Ｃ３）とした。
【００４９】
図１３に、中間層の（１００）配向性βと、酸化物超電導膜の（１００）配向性αとの関係において、各実施例の点をプロットしてある。また、図１３には、上記の配向性αおよびβの領域に対応づけて臨界電流密度Ｈｃを表示している。本発明例は、中間層の配向性βおよび酸化物超電導膜の配向性α、ともに最も低いグループを形成している。このようなばらつきの小さい配向性に起因して、臨界電流密度は、最も高く、実用化レベルといわれる０．５ＭＡ／ｃｍ^２を達成し、１ＭＡ／ｃｍ^２に近い位置に位置している。
【００５０】
（実施例３）
図１０の構成により、本発明の効果を１０ｍの線材にて検証した。基板材料として、表１に示すものを準備し、同表に示すレーザー蒸着法やスパッタ法などの物理蒸着法を用いて、その基板の上に中間層を成膜した。ここで、中間層成膜時の基板テープの長さ方向の傾斜は行っていない。しかし、レーザー蒸着法やスパッタ法におけるプラズマプルームの側面とテープ長さ方向との間には、約７５°の傾き（図１０における角度に相当）が生じるようにプルーム状態を調整している。さらに、本発明の実施例Ａと実施例Ｂとについては、通常のＩＳＤ法で典型的に採用されている１０ｍｍの幅のテープ状基板の幅方向に４５°の傾きをつけたものも追加している。これらの中間層上には、レーザー蒸着法によりＨｏＢＣＯ材料を蒸着原料としていわゆる１２３構造のＨｏ_１Ｂａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙ超電動膜を１０ｍｍ幅×１０ｍ長さにわたって５μｍの厚さに成膜した。なお、超電導層の成膜時には、基板テープの傾斜は長さ方向にも、またテープ幅方向にも行っていない。また、Ｈｏ_１Ｂａ_２Ｃｕ_３Ｏ_ｙの酸素の組成比をｙとしているが、表１における７−δと同じ意味を表わしている。
【００５１】
【表１】

【００５２】
本発明の実施例Ａ、Ｂ、Ｃは、比較例に比べて、中間層の面内配向性が良好で、かつ７７Ｋ、０Ｔで四端子法により測定したＪｃも実用上必要とされる０．４〜０．５ＭＡ／ｃｍ^２に到達している。実施例におけるこのＪｃ値は比較例に比べて確実に良好である。さらに、実施例ＡとＢとで行ったテープ横方向への傾きは、面内配向度を向上させ、高Ｊｃ化にも有効であることが示され、配向テープ基板と蒸着面との角度をつけて成膜する手法の自由度が大きいことを示唆する結果が得られた。この結果によれば、配向テープ基板と蒸着面との角度（長さ方向と横方向）をさらに最適化することにより、より優れた特性を得ることができると高い確度をもって推察される。
【００５３】
今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の線材およびその製造方法を用いることにより、高い生産性で配向性に優れた酸化物超電導線材を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における線材を製造する方法の概要図である。
【図２】図１において、薄膜を蒸着する部分の拡大図である。
【図３】実施の形態１において製造した酸化物超電導線材を示す断面図である。
【図４】配向層を有するテープ状基板の断面図である。
【図５】図４のテープ状基板の（１１１）極点図である。
【図６】テープ状基板の配向層の原子配列と、その上にヘテロエピタキシャル成長する中間層の原子配列との関係を示す図である。
【図７】図４の配向層を有するテープ状基板を傾けて蒸着した中間層の（１１１）極点図である。
【図８】中間層の成膜速度が中間層の配向性に及ぼす影響を示す図である。
【図９】中間層の膜厚が中間層の配向性に及ぼす影響を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における線材を製造する方法の概要図である。
【図１１】図１０の方法で形成された中間層の配向性を示す（１１１）極点図である。
【図１２】実施例１の本発明例における中間層の配向性を示す（１１１）極点図である。
【図１３】実施例２の結果を示す図である。
【図１４】従来の製造方法において、配向層を有するテープ状基板を傾けずに蒸着した中間層の（１１１）極点図である。
【符号の説明】
１　テープ状基板、１ａ　テープ状基材、１ｂ　配向層、２　中間層、５　保護層、１１　固体原料（ターゲット）、１２　マスク、１３　レーザ光、１５　レーザプルーム、２１　サプライコイル、２２　巻取コイル、θ　基板の傾き角度。

Claims

蒸着膜を含む線材を製造する方法であって、
少なくとも表層部において配向しているテープ状基板を形成する工程と、
その後、蒸着膜を蒸着するに際し、蒸着源の面と前記テープ状基板の延びる方向とのなす角度が所定の角度範囲に入るように配置して、前記配向した表層部の上に蒸着膜を形成する工程とを備える、線材の製造方法。
前記テープ状基板の延びる方向と、前記蒸着源の面とのなす角度が、２０°〜８０°の範囲内にある、請求項１に記載の線材の製造方法。
蒸着膜を含む線材を製造する方法であって、
少なくとも表層部において配向しているテープ状基板を形成する工程と、
その後、前記テープ状基板の表層部を蒸着源に対面させて走行させ、前記蒸着膜を蒸着するに際し、その蒸着源から放射される蒸着種が到達し、蒸着膜が蒸着され始める前記テープ状基板の部分において、その蒸着され始める部分のテープ状基板に沿う方向と、前記蒸着源からその部分に至る直線とのなす角度が２０°〜８０°の範囲にあるように、前記蒸着の操業条件および配置を設ける、線材の製造方法。
前記表層部が配向したテープ状基板を形成する工程では、テープ状基材の上に配向を有する配向層を形成する、請求項１〜３のいずれかに記載の線材の製造方法。
前記蒸着膜を形成する工程では、前記テープ状基板の配向層の上に配向した中間層を形成し、次いで前記中間層の上に酸化物超電導膜を形成する、請求項１〜４のいずれかに記載の線材の製造方法。
前記中間層の膜厚が１μｍ以下である、請求項５に記載の線材の製造方法。
前記蒸着膜が物理蒸着法によって形成される、請求項１〜６のいずれかに記載の線材の製造方法。
前記酸化物超電導膜を形成する以前に、前記テープ状基板と前記酸化物超電導膜との間のいずれかの位置に、前記テープ状基板の延びる方向と、前記蒸着源の面とのなす角度をほぼゼロにした配置で、前記テープ状基板に蒸着膜を形成する工程をさらに備える、請求項５〜７のいずれかに記載の線材の製造方法。
前記テープ状基板にＲＥ（希土類）系１２３構造の酸化物超電導膜を形成する、請求項５〜８のいずれかに記載の線材の製造方法。
可撓性を有するテープ状基材と、
配向を有し、前記テープ状基材の上に位置する配向層と、
前記配向層の上に位置する配向した酸化物からなる中間層と、
前記中間層の上に位置する酸化物超電導膜とを備える、線材。
前記中間層は、実質的に（１００）配向を有する、請求項１０に記載の線材。
前記中間層の厚みが１μｍ以下である、請求項１０または１１に記載の線材。
前記配向層と酸化物超電導膜との間のいずれかの位置に配向した補助中間層を、さらに備える、請求項１０〜１２のいずれかに記載の線材。
前記酸化物超電導膜が、ＲＥ（希土類）系１２３構造の酸化物超電導膜である、請求項１０〜１３のいずれかに記載の線材。