JP2013201014A - 酸化物超電導体、配向酸化物薄膜及び酸化物超電導体の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体、配向酸化物薄膜及び酸化物超電導体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013201014A JP2013201014A JP2012068377A JP2012068377A JP2013201014A JP 2013201014 A JP2013201014 A JP 2013201014A JP 2012068377 A JP2012068377 A JP 2012068377A JP 2012068377 A JP2012068377 A JP 2012068377A JP 2013201014 A JP2013201014 A JP 2013201014A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- oriented
- oxide
- orientation
- superconducting layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 67
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 67
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- -1 lanthanum aluminate Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 108010025899 gelatin film Proteins 0.000 claims description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-M Trifluoroacetate Chemical compound [O-]C(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002602 lanthanoids Chemical group 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 274
- 238000000034 method Methods 0.000 description 96
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 86
- 239000010408 film Substances 0.000 description 72
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 40
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 30
- 238000007735 ion beam assisted deposition Methods 0.000 description 25
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 24
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 22
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 16
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 13
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000002233 thin-film X-ray diffraction Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical class OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 2
- 244000061458 Solanum melongena Species 0.000 description 2
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 2
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical compound [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N fluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)CF QEWYKACRFQMRMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- VFRSADQPWYCXDG-LEUCUCNGSA-N ethyl (2s,5s)-5-methylpyrrolidine-2-carboxylate;2,2,2-trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F.CCOC(=O)[C@@H]1CC[C@H](C)N1 VFRSADQPWYCXDG-LEUCUCNGSA-N 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
- H10N60/858—Ceramic superconductors comprising copper oxide having multilayered structures, e.g. superlattices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
- C04B35/4504—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing rare earth oxides
- C04B35/4508—Type 1-2-3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/624—Sol-gel processing
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0324—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers from a solution
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0576—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers characterised by the substrate
- H10N60/0632—Intermediate layers, e.g. for growth control
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3281—Copper oxides, cuprates or oxide-forming salts thereof, e.g. CuO or Cu2O
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/449—Organic acids, e.g. EDTA, citrate, acetate, oxalate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5216—Inorganic
- C04B2235/522—Oxidic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5208—Fibers
- C04B2235/5268—Orientation of the fibers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5296—Constituents or additives characterised by their shapes with a defined aspect ratio, e.g. indicating sphericity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures
- C04B2235/6585—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures at an oxygen percentage above that of air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6588—Water vapor containing atmospheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/661—Multi-step sintering
- C04B2235/662—Annealing after sintering
- C04B2235/663—Oxidative annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/721—Carbon content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/724—Halogenide content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
- C04B2235/787—Oriented grains
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
- Y10S505/704—Wire, fiber, or cable
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
【解決手段】実施形態に係る酸化物超電導体は、2.0×1016〜5.0×1019原子/ccのフッ素及び1.0×1018〜5.0×1020原子/ccの炭素を含み、面内配向度(Δφ)が10度以内でc軸に配向した部分を90%以上含み、LnBa2Cu3O7−X超電導材料(Lnはイットリウム(Y)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)及びルテチウム(Lu)を除くランタノイド族である。)を含む配向超電導層と、前記配向超電導層の下面に接して設けられ前記配向超電導層のいずれかの結晶軸に対して面内配向度(Δφ)が10度以内で配向した酸化物層と、を備える。前記配向超電導層の下面における前記酸化物層と接する部分の面積は、前記配向超電導層の直下域の面積の0.3以下である。
【選択図】図1
Description
(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態について説明する。
図1(a)は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体を例示する断面図であり、(b)は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体において、(a)に示すA−A’線及びB−B’線に示す断面を合成した模式図である。
基材11は、例えば、ステンレス鋼(SUS)を含むテープである。基板11の上面は、例えば、平滑である。
拡散防止層12は、基材11上に配置されている。拡散防止層12は、例えば、所定の材料の酸化物層である。拡散防止層12は、例えば、ステンレス鋼に含まれるニッケル(Ni)が、基材11上に形成される配向超電導層15に拡散することを防ぐものである。
配向超電導層15は、配向起源13上及び無配向層14上に配置されている。配向起源13及び無配向層14は、配向超電導層15の下面に接して設けられている。配向超電導層15は、単結晶の部分を含んでいる。単結晶の部分は、例えば、a軸15a、b軸15b及びc軸15cの結晶軸を含んでいる。単結晶の部分において、結晶軸は配向している。配向超電導層15における単結晶の部分の結晶軸が配向する方向は、Δφが10度以内、さらに好ましくは、2度以内である。
配向超電導層15におけるΔφ10度以内の部分の直下域の面積SSと、配向超電導層15の下面における10度以内の揺れ角に配向している配向起源13と接する部分の面積S13を合計した面積SOとの関係は、面積SO<0.3×面積SS、すなわち、面積SOは、面積SSの0.3以下となっている。また、好ましくは、面積SOは、面積SSの0.1以下である。本明細書において、例えば、面積SS及び面積SOを、領域SS及び領域SOと表すこともある。配向超電導層15における配向起源13と接する部分の直上域以外の部分の短辺は、10ナノメートル程度でもよく1マイクロメートル以上でも良い。配向起源として機能するにはユニットセルが数個以上あれば十分であるため、無配向層14と接する部分の直上域において、配向超電導層15における無配向層14の上面に平行な方向の幅は、30ナノメートル(nm)以上、好ましくは、5マイクロメートル(μm)以上である。配向した酸化物を含む酸化物超電導体1は、配向酸化物の薄膜でもある。
図2(a)〜(d)は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体の製造方法を例示する工程断面図であり、(e)は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体の製造方法の工程平面図である。図2(e)は、図2(d)の平面図である。
先ず、図2(a)に示すように、先ず、基材11を用意する。基材11は、例えば、ステンレス鋼(SUS)を含むテープである。
次に、図2(b)に示すように、基材11上に、拡散防止層12を形成する。拡散防止層12は、例えば、所定の酸化膜層である。
図3のステップS11に示すように、金属酢酸塩、例えば、Dy(OCOCH3)3、Ba(OCOCH3)2及びCu(OCOCH3)2の各水和物の粉末を、それぞれイオン交換水中に溶解し、それぞれ反応等モル量のトリフルオロ酢酸(CF3COOH)と混合および攪拌を行って反応させる。これにより、金属イオンモル比1:2:3で混合された混合溶液が形成される。
次に、図3のステップS13に示すように、ゲル又はゾルの一部をメタノール中に溶解し、金属イオン換算で1.52Mのコーティング溶液を形成する。これは高純度化を行っていない、不純物が混入しているコーティング溶液である。
次に、図3のステップS15に示すように、得られたゲル又はゾルをメタノール中に溶解し、メスフラスコを用いることにより希釈を行う。これにより、金属イオン換算で1.52Mのコーティング溶液が形成される。
図5は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体の製造方法を例示する模式図である。
図6は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体の製造方法において、仮焼における温度プロファイルを例示するグラフ図であり、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。
図7は、第1の実施形態に係る酸化物超電導体の製造方法において、本焼における温度プロファイルを例示するグラフ図であり、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示す。
次に、図4のステップS22及び図5に示すように、コーティング溶液23内に浸漬させて、コーティング溶液23を接触させた基材11を引き上げることにより、基材11上にゲル膜24を形成する。
仮焼は、例えば、図6に示すように、先ず、乾燥酸素の雰囲気中で、0分からta1分、例えば、7分で、0℃から100℃に温度を上昇させる。その後、加湿酸素の雰囲気に代えて、ta1〜ta2まで、例えば、35分で200℃に温度を上昇させる。その後、ta2からta3まで、例えば、250分〜1000分で250℃に温度を上昇させる。その後、ta3からta4まで、例えば、100分で300℃に温度を上昇させる。その後、ta4からta5まで、例えば、20分で400℃に温度を上昇させる。その後、乾燥酸素の雰囲気に代えて炉冷する。
これにより、図4のステップS24に示すように、基材11上に仮焼膜が形成される。
本焼は、例えば、図7に示すように、先ず、0分からtb1分まで、乾燥酸素の雰囲気にした後、加湿したアルゴンArと酸素の混合気体の雰囲気に代えて、tb1〜tb2までに750℃まで温度を上昇させる。その後、tb2〜tb3までに750℃〜825℃のいずれかの温度まで上昇させる。その後、tb3からtb4まで750℃〜825℃のいずれかの温度に保つ。その後、乾燥させたアルゴンと酸素の混合気体の雰囲気に代えて、tb4からtb5まで、温度を保つ。その後、tb5からtb6までに、375℃〜525℃のいずれかの温度まで冷却する。その後、乾燥酸素雰囲気に代えて、tb6からtb7までに、325℃〜450℃のいずれかの温度まで冷却する。その後、tb7からtb8まで、375℃〜525℃で温度を保つ。その後、炉冷する。
本実施形態に係る酸化物超電導体1は、配向性が高い配向超電導層を含む。また、配向超電導層を、金属テープ上に形成することができる。さらに、配向超電導層の下面における配向起源13と接する部分の面積を、配向超電導層の直下域の面積の0.3、好ましくは0.1以下とすることができる。これにより、格子整合性のない固体、例えば金属の直上に配向超電導層を形成することができる。このような構造とすることにより、超電導層がクエンチした際に下地金属にクエンチ電流を流すことができる。
本実施形態の酸化物超電導体1の製造方法においては、常圧の雰囲気中で酸化物超電導体1を製造することができる。これにより、生産コストを低減することができる。
また、配向起源13を、配向起源シート16を用いて拡散防止層12上に配向させたが、これに限らない。例えば、拡散防止層12上に直接配向起源13を配置させてもよい。
例えば、LnBa2Cu3O7−Xを含むものとしてもよい。ここで、Lnはイットリウム(Y)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)及びルテチウム(Lu)を除くランタノイド族である。上記の材料を含む配向超電導層15を製造する場合には、例えば、金属酢酸塩として、Y(OCOCH3)3、Gd(OCOCH3)3、Tm(OCOCH3)3及びEr(OCOCH3)3からなる群より選択された少なくとも1つの材料を用いる。
次に、第2の実施形態について説明する。
図8は、第2の実施形態に係る酸化物超電導体を例示する断面図である。
図8に示すように、本実施形態に係る酸化物超電導体には、基材21、金属層22、配向超電導層15が設けられている。
金属層22は、基材21上に選択的に配置されている。したがって、基材21の上面は、金属層22に覆われている部分と、金属層22に覆われていない部分を含んでいる。金属層22は、例えば、貴金属、例えば、白金(Pt)を含んでいる。
配向超電導層15は、2.0×1016〜5.0×1019原子/ccのフッ素残渣及び1.0×1018〜5.0×1020原子/ccの残留炭素を含んでいる。
配向超電導層15における10度以内の揺れ角に配向している部分の直下域の面積SSと、配向超電導層15の下面における10度以内の揺れ角に配向している基材21と接する面積SOとの関係は、面積SO<0.3×面積SS、すなわち、面積SOは、面積SSの0.3以下となっている。また、好ましくは、面積SOは、面積SSの0.1以下である。配向超電導層15における基材21と接する部分の直上域以外の部分の厚さは、1マイクロメートル(μm)以上である。金属層22上において、配向超電導層15における金属層22の上面に平行な方向の幅は、1マイクロメートル(μm)以上、好ましくは、5マイクロメートル(μm)以上である。
図9は、第2の実施形態に係る酸化物超電導体の製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図9に示すように、先ず、基材21を用意する。基材21は、例えば、ランタナムアルミネート(LaAlO3)の単結晶を含んだ基板である。基材21の上面は、例えば、(100)面を含んでいる。基材21の上面は、配向している部分を含んでいる。基材21の上面における配向している部分のΔφは、10度以内、好ましくは、2度以内である。
次に、基材21上にコーティング溶液を塗布する。そして、スピンコート法により基材21上に、ゲル膜を形成する。スピンコート法において、加速時間を0.4秒、回転速度を4000r.p.m、保持時間を150秒とする。
仮焼は、例えば、図6で示す熱処理工程により行う。ここで、図6におけるta2からta3までを11時間43分とし、4.2%の加湿純酸素雰囲気において熱処理を行う。
これにより、基材11上に仮焼膜が形成される。
本焼は、例えば、図7に示す熱処理工程により行う。ここで、図7におけるtb3からtb4までを4.2%加湿1000ppm酸素混合アルゴンの雰囲気中において800℃の温度に保ち、tb5からtb6までに、525℃まで温度を下げる。その後、乾燥酸素雰囲気に代え、tb6からtb7までに、450℃まで温度を下げる。その後、tb7からtb8まで、450℃で温度を保つ。
本実施形態においては、基材21として、単結晶を含むものを用いているので、酸化物超電導体の配向性を向上することができる。
金属層上に配向性の高い酸化物または結晶を形成することが一般的には困難であるが、本実施形態によれば、基材21の上面を配向起源として、金属層上にまで酸化物超電導体を拡大することができる。これにより、金属層上に配向性の高い結晶を形成することできる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第1の実施形態と同様である。
(実施例1)
金属酢酸塩、例えば、Dy(OCOCH3)3、Ba(OCOCH3)2及びCu(OCOCH3)2の各水和物の粉末を、それぞれイオン交換水中に溶解し、それぞれ反応等モル量のトリフルオロ酢酸(CF3COOH)と混合および攪拌を行い、金属イオンモル比1:2:3で混合を行うことにより混合溶液を得た。得られた混合溶液はナス型フラスコ中に入れ、ロータリーエバポレータ中減圧下で反応および精製を12時間行ない半透明青色のゲルまたはゾルを得る。このゲルまたはゾルの一部をメタノール中に溶解し、金属イオン換算で1.52Mのコーティング溶液Xを得た。これは高純度化を行っていないコーティング溶液である。
得られたゲルまたはゾルはメタノール中に溶解し、メスフラスコを用いることにより希釈を行い、金属イオン換算で1.52Mのコーティング溶液Aを得た。
図10(a)に示すように、頂点から44〜46度の位置にピークが現れるが、そのピーク強度はほぼドーナツ状となっており垂直方向にc軸が向くものの、面内方位がばらばらの1軸配向組織であることがわかる。
DyBa2Cu3O7−xに限らず、LnBa2Cu3O7−x超電導体(LnはYまたはランタノイド族元素)は、c軸方向の結晶成長が遅く、a軸及びb軸方向の結晶成長が早いとされている。その比率は1:100から1:1000程度といわれている。図10(a)に示すように、配向超電導層において、c軸方位だけが揃っているが、面内の配向方向がばらばらである。
この結果は、基板から配向などの影響を受けない場合に、高純度溶液を用いた場合のTFA−MOD法がc軸配向組織をつくりやすいということを示唆している。TFA−MOD法は液相中で粒子が成長するため、成長速度の速い面内方向に粒子が結合しやすく、物理的にc軸が基板垂直方向を向きやすい。c軸配向となることを発見したおそらく世界初と思われる実験事実を元に、もう1軸の配向力を与えることにより配向層が完成することを図10(a)は示している。なお、高純度溶液を用いない場合に、この現象は確認されていない。その原因としては溶液中の不純物が膜表面に残留し、横方向の結晶成長を阻害することが想定される。
図11に示すように、試料1Fm2fは、Ptを半分だけ成膜し、その上部に超電導成膜を行ったものである。この試料1Fm2fは、配向層の伝播距離測定を目的としたものであり、Pt成膜境界層からどの程度の配向層伝播距離があるのかを調べたものである。XRDでは評価ができないため、高分解能TEMと回折像により評価を行った。それぞれ境界面からPt側に移動した距離が5μm、10μm、20μm、40μmの位置で断面観察を行った。多数の観察を行ったのは、見えてない(例えば奥側)場所からの配向層伝播の影響があれば、それが現れると考えたためである。上記4つの位置において一定の傾向があれば配向層伝播が確認できると考えられるためである。
Pt層上成膜で格子マッチしない組織が形成されることは、図10(a)の結果から証明されている。すなわち、DyBa2Cu3O7−x超電導層が形成されても図の上向きにc軸が形成されることはわかるものの、その方向は面内方向ではランダムとなるはずである。 図12に示すように、LaAlO3基板を基準として観察すれば、DyBa2Cu3O7−x超電導層とLaAlO3単結晶基板の方位が一致している。すなわち、この結果は、LaAlO3部分を配向起源として5μmの位置では配向層がほぼ完全に伝播することを示す結果である。
図13に示すように、この断面TEM像では、はっきりした格子像は見えておらず、右上に示される回折像からは弱いながらも配向が伝播している結果が示されている。5μmの位置で強い配向層伝播傾向が見受けられたが、10μmの位置ではc軸配向が回折像で確認できる程度に弱まっていることが判明した。
図14に示すように、この断面TEM像では、原子の並びが観測されないだけでなく、回折像も更に乱れて配向が伝播してないことがわかる。
図15は、Pt成膜境界面から40μmの位置における配向超電導層の高分解能断面TEM写真図である。
図15に示すように、配向層はほとんど伝播しておらず、Pt上にほぼc軸1軸配向に近い組織が形成していることだけが観測されている。
金属酢酸塩、例えば、Y(OCOCH3)3、Ba(OCOCH3)2及びCu(OCOCH3)2の各水和物の粉末を、それぞれイオン交換水中に溶解し、それぞれ反応等モル量のCF3COOHと混合および攪拌を行い、金属イオンモル比1:2:3で混合を行うことにより混合溶液を得た。得られた混合溶液はナス型フラスコ中に入れ、ロータリーエバポレータ中減圧下で反応および精製を12時間行ない半透明青色のゲルまたはゾルを得る。
得られたゲルまたはゾルはメタノール中に溶解し、メスフラスコを用いることにより希釈を行い、金属イオン換算で1.52Mのコーティング溶液Bを得た。超電導体作成までのフローチャートは図4に示すとおりである。
10mm角のLaAlO3(100)単結晶基板の上部に幅が5μm、長さが100μmのLaAlO3突起部となるように周辺部を削り取り、その部分を含めてPt成膜を行った。更にその部分を研磨および洗浄し、Pt部分の間に5μm幅のLaAlO3単結晶基板がはさまれた構造の基板3S1を準備した。また上記の基板準備において、幅が1μmとなる基板3S2も同時に準備した。
10mm角のLaAlO3(100)単結晶基板の全面にPtを成膜した。別のLaAlO3(100)単結晶基板から幅1μm×厚み100nm×長さ100μmのストリップを切り出し、1本だけPt上に設置した基板を基板4S1、3本のストリップを配向方向に対して2度以内となるように設置した基板を基板4S2とする。基板4S2のPt上にはほぼ平行(ずれ角2度以内)に3本のストリップが間隔10μmで設置した。
10mm角のLaAlO3(100)単結晶基板の全面にPtを成膜した。別のLaAlO3(100)単結晶基板から幅1μm×厚み100nm×長さ100μmのストリップを切り出し、1本だけPt上に設置した基板を5S1、3本のストリップを配向方向に対して2度以内となるように設置した基板を5S2とする。5S2のPt上にはほぼ平行に3本のストリップが間隔10μmで設置した。
10mm角のLaAlO3(100)単結晶基板の全面にPtを成膜した。別の基板に150nm厚で成膜したCeO2(100)膜から幅1μm×厚み100nm×長さ100μmのストリップを切り出し、3本のストリップを配向方向に対して2度以内となるように設置した基板を基板6S1とする。基板6S1のPt上にはほぼ平行に3本のストリップが間隔6μmで設置されていることになる。
次に、比較例について説明する。
酸化物超電導体は超電導層がイットリウムやランタノイド系のペロブスカイト構造を持つものであるが、その配向起源は超電導層ではなく下地層に由来する。単結晶上に成膜を行う超電導回路形成技術は単結晶の配向度を利用して超電導層を配向性を利用するが、線材やコイル応用では金属テープ上に超電導膜を形成するため、どこかに配向起源が必要である。
このアモルファス層は1層ではなく、2層の場合により配向が改善しやすいらしく、現時点で商用的な超電導線材は下地のアモルファス層2層の上に、IBAD法による配向起源層があり、その上部2層に配向酸化物層を成膜している。実に5層もの積層構造を経て超電導層がその上部に形成されている。
Claims (10)
- 2.0×1016〜5.0×1019原子/ccのフッ素及び1.0×1018〜5.0×1020原子/ccの炭素を含み、面内配向度(Δφ)が10度以内でc軸に配向した部分を90%以上含み、LnBa2Cu3O7−X超電導材料(Lnはイットリウム(Y)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、プロメチウム(Pm)及びルテチウム(Lu)を除くランタノイド族である。)を含む配向超電導層と、
前記配向超電導層の下面に接して設けられ前記配向超電導層のいずれかの結晶軸に対して面内配向度(Δφ)が10度以内で配向した酸化物層と、
を備え、
前記配向超電導層の下面における前記酸化物層と接する部分の面積は、前記配向超電導層の直下域の面積の0.3以下である酸化物超電導体。 - 前記酸化物層は、ランタナムアルミネート(LaAlO3)の単結晶を含む請求項1記載の酸化物超電導体。
- 前記配向超電導層の下面において、前記酸化物層と接する部分以外の部分には、金属層が接している請求項1または2に記載の酸化物超電導体。
- 前記金属層は、白金を含む請求項3記載の酸化物超電導体。
- 前記酸化物層は、セラミックのファイバーである請求項1記載の酸化物超電導体。
- 前記配向超電導層における前記酸化物層と接する部分の直上域以外の部分の厚さは、1マイクロメートル以上である請求項1〜5のいずれか1つに記載の酸化物超電導体。
- 2.0×1016〜5.0×1019原子/ccのフッ素及び1.0×1018〜5.0×1020原子/ccの炭素を含み、面内配向度(Δφ)が10度以内で配向した部分を90%以上含む第1酸化物層と、
前記第1酸化物層の下面に接して設けられ前記第1酸化物層のいずれかの結晶軸に対して面内配向度(Δφ)が10度以内で配向した第2酸化物層と、
を備え、
前記第1酸化物層の下面における前記第2酸化物層と接する部分の面積は、前記第1酸化物層の直下域の面積の0.3以下である配向酸化物薄膜。 - 下地に配向部分を形成し、前記配向部分上及び前記配向部分以外の部分上に、金属トリフルオロ酢酸塩を含む溶液を接触させて、前記下地上に前記金属トリフルオロ酢酸塩に含まれる金属及びフッ化物を含むゲル膜を形成する工程と、
前記下地を熱処理し、前記配向部分上及び前記配向部分以外の部分上に、前記配向部分といずれかの結晶軸が配向した配向超電導層を形成する工程と、
を備えた酸化物超電導体の製造方法。 - 前記配向部分を、ランタナムアルミネート(LaAlO3)の単結晶とする請求項8記載の酸化物超電導体の製造方法。
- 前記配向部分を、セラミックのファイバーとする請求項8記載の酸化物超電導体の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012068377A JP5622778B2 (ja) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | 酸化物超電導体、及び、配向酸化物薄膜 |
US13/766,994 US9023764B2 (en) | 2012-03-23 | 2013-02-14 | Oxide superconductor, oriented oxide thin film, and method for manufacturing oxide superconductor |
EP13156544.2A EP2641887B1 (en) | 2012-03-23 | 2013-02-25 | Oxide superconductor, oriented oxide thin film, and method for manufacturing oxide superconductor |
CN201310082972.5A CN103325936B (zh) | 2012-03-23 | 2013-03-15 | 氧化物超导体、取向氧化物薄膜、以及用于制造氧化物超导体的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012068377A JP5622778B2 (ja) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | 酸化物超電導体、及び、配向酸化物薄膜 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014164242A Division JP5763251B2 (ja) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | 酸化物超電導体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013201014A true JP2013201014A (ja) | 2013-10-03 |
JP5622778B2 JP5622778B2 (ja) | 2014-11-12 |
Family
ID=47779875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012068377A Active JP5622778B2 (ja) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | 酸化物超電導体、及び、配向酸化物薄膜 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9023764B2 (ja) |
EP (1) | EP2641887B1 (ja) |
JP (1) | JP5622778B2 (ja) |
CN (1) | CN103325936B (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015106521A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 住友電気工業株式会社 | 酸化物超電導薄膜とその製造方法、および酸化物超電導薄膜線材 |
WO2017077788A1 (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導線材 |
WO2017145401A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 株式会社 東芝 | 酸化物超電導体及びその製造方法 |
JP2020074284A (ja) * | 2016-08-31 | 2020-05-14 | 株式会社東芝 | 超電導線材、超電導コイル及び超電導機器 |
WO2020138035A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2013243054C1 (en) * | 2012-04-04 | 2019-09-19 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Reproducible step-edge josephson junction |
JP6374365B2 (ja) | 2015-09-16 | 2018-08-15 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体、およびその製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09306256A (ja) * | 1996-05-14 | 1997-11-28 | Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | バルク酸化物超電導体ならびにその線材及び板の作製方法 |
JP2003300726A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-21 | Internatl Superconductivity Technology Center | テープ状酸化物超電導体及びその製造方法 |
JP2005078939A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Japan Science & Technology Agency | 超伝導膜およびその製造方法 |
JP2005079351A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Japan Science & Technology Agency | 結晶軸の面内回転高臨界電流超伝導配線 |
JP2009238557A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 酸化物超電導体およびその製造方法。 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2996568B2 (ja) | 1992-10-30 | 2000-01-11 | 株式会社フジクラ | 多結晶薄膜の製造方法および酸化物超電導導体の製造方法 |
JP3415888B2 (ja) | 1993-08-25 | 2003-06-09 | 株式会社フジクラ | 多結晶薄膜の製造装置と製造方法および酸化物超電導導体の製造方法 |
JP2879010B2 (ja) * | 1996-04-30 | 1999-04-05 | 株式会社東芝 | 超電導素子 |
JP3881732B2 (ja) * | 1996-10-16 | 2007-02-14 | 財団法人国際超電導産業技術研究センター | 酸化物超電導体複合体の製造方法 |
JP3987660B2 (ja) | 1998-07-31 | 2007-10-10 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体構造とその製法および発光素子 |
JP3556586B2 (ja) * | 2000-09-05 | 2004-08-18 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体の製造方法、酸化物超電導体用原料、および酸化物超電導体用原料の製造方法 |
JP3725085B2 (ja) * | 2002-03-05 | 2005-12-07 | 株式会社東芝 | 超電導層及びその製造方法 |
US6756139B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-06-29 | The Regents Of The University Of California | Buffer layers on metal alloy substrates for superconducting tapes |
US6849580B2 (en) * | 2003-06-09 | 2005-02-01 | University Of Florida | Method of producing biaxially textured buffer layers and related articles, devices and systems |
JP4208806B2 (ja) * | 2004-09-16 | 2009-01-14 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体の製造方法 |
US7608335B2 (en) * | 2004-11-30 | 2009-10-27 | Los Alamos National Security, Llc | Near single-crystalline, high-carrier-mobility silicon thin film on a polycrystalline/amorphous substrate |
US20070238619A1 (en) * | 2005-09-06 | 2007-10-11 | Superpower, Inc. | Superconductor components |
JP4738322B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2011-08-03 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体およびその製造方法 |
JP5205613B2 (ja) | 2007-03-26 | 2013-06-05 | 国立大学法人山口大学 | GaN層の選択成長方法 |
CN101746807A (zh) * | 2008-12-17 | 2010-06-23 | 北京有色金属研究总院 | 提高三氟乙酸盐-金属有机沉积制备ybco薄膜厚度的方法 |
-
2012
- 2012-03-23 JP JP2012068377A patent/JP5622778B2/ja active Active
-
2013
- 2013-02-14 US US13/766,994 patent/US9023764B2/en active Active
- 2013-02-25 EP EP13156544.2A patent/EP2641887B1/en active Active
- 2013-03-15 CN CN201310082972.5A patent/CN103325936B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09306256A (ja) * | 1996-05-14 | 1997-11-28 | Kokusai Chodendo Sangyo Gijutsu Kenkyu Center | バルク酸化物超電導体ならびにその線材及び板の作製方法 |
JP2003300726A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-21 | Internatl Superconductivity Technology Center | テープ状酸化物超電導体及びその製造方法 |
JP2005078939A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Japan Science & Technology Agency | 超伝導膜およびその製造方法 |
JP2005079351A (ja) * | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Japan Science & Technology Agency | 結晶軸の面内回転高臨界電流超伝導配線 |
JP2009238557A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 酸化物超電導体およびその製造方法。 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015106521A (ja) * | 2013-12-02 | 2015-06-08 | 住友電気工業株式会社 | 酸化物超電導薄膜とその製造方法、および酸化物超電導薄膜線材 |
WO2017077788A1 (ja) * | 2015-11-06 | 2017-05-11 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導線材 |
JP6201080B1 (ja) * | 2015-11-06 | 2017-09-20 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導線材 |
US10332656B2 (en) | 2015-11-06 | 2019-06-25 | Fujikura Ltd. | Oxide superconducting wire |
WO2017145401A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 株式会社 東芝 | 酸化物超電導体及びその製造方法 |
CN107922208A (zh) * | 2016-02-26 | 2018-04-17 | 株式会社东芝 | 氧化物超导体及其制造方法 |
JPWO2017145401A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2018-04-26 | 株式会社東芝 | 酸化物超電導体及びその製造方法 |
CN107922208B (zh) * | 2016-02-26 | 2019-07-02 | 株式会社东芝 | 氧化物超导体及其制造方法 |
US10916361B2 (en) | 2016-02-26 | 2021-02-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Oxide superconductor and method for manufacturing the same |
US11501899B2 (en) | 2016-02-26 | 2022-11-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Oxide superconductor and method for manufacturing the same |
JP2020074284A (ja) * | 2016-08-31 | 2020-05-14 | 株式会社東芝 | 超電導線材、超電導コイル及び超電導機器 |
WO2020138035A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 株式会社フジクラ | 酸化物超電導線材及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103325936B (zh) | 2015-12-23 |
US9023764B2 (en) | 2015-05-05 |
EP2641887A2 (en) | 2013-09-25 |
CN103325936A (zh) | 2013-09-25 |
EP2641887A3 (en) | 2014-11-05 |
US20140031236A1 (en) | 2014-01-30 |
JP5622778B2 (ja) | 2014-11-12 |
EP2641887B1 (en) | 2016-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5622778B2 (ja) | 酸化物超電導体、及び、配向酸化物薄膜 | |
Chen et al. | An advanced low-fluorine solution route for fabrication of high-performance YBCO superconducting films | |
JP5858912B2 (ja) | 磁束ピンニングを改善するためのプレファブ式に作製されたナノ構造を有する超伝導部材 | |
JP2002203439A (ja) | テープ状酸化物超電導体 | |
US8965469B2 (en) | Oxide superconductor cabling and method of manufacturing oxide superconductor cabling | |
US8431515B2 (en) | Tape-shaped oxide superconductor | |
US20070032384A1 (en) | Structure for improved high critical current densities in YBCO coatings | |
US20110105336A1 (en) | Rare earth element oxide superconductive wire material and method of producing the same | |
Zhao et al. | Study on advanced Ce 0.9 La 0.1 O 2/Gd 2 Zr 2 O 7 buffer layers architecture towards all chemical solution processed coated conductors | |
JP2003034527A (ja) | 厚膜テープ状酸化物超電導体及びその製造方法 | |
JP5763251B2 (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 | |
JP5881107B2 (ja) | 高温超電導酸化物薄膜にナノスケールの結晶欠陥を導入する方法 | |
Chen et al. | All chemical solution deposition of textured YBa2Cu3O7− x/Y0. 2Ce0. 8O2/La2Zr2O7 multilayer films on biaxially textured NiW tape | |
Pop et al. | High critical current solution derived YBa2Cu3O7 films grown on sapphire | |
JP7330152B2 (ja) | 酸化物超電導体及びその製造方法 | |
JP6136073B2 (ja) | 酸化物超電導薄膜とその製造方法、および酸化物超電導薄膜線材 | |
JP2011096510A (ja) | 希土類系酸化物超電導線材及びその製造方法 | |
JP5688804B2 (ja) | 酸化物超電導薄膜層形成用の中間層、酸化物超電導薄膜層および酸化物超電導薄膜線材 | |
JP2011201712A (ja) | 配向酸化物膜の製造方法および配向酸化物膜、酸化物超電導体 | |
JP2011253766A (ja) | 酸化物超電導薄膜の製造方法 | |
WO2013153651A1 (ja) | 酸化物超電導薄膜線材とその製造方法 | |
JP2012129085A (ja) | 酸化物超電導薄膜線材とその製造方法 | |
Yao et al. | Fabrication of YGBCO/STO/YGBCO Trilayer Structure on IBAD-MgO Tape and In-Field Superconducting Property | |
JP2004149380A (ja) | 単結晶性薄膜 | |
Wang | Chemical solution deposition for YBCO superconducting films and Sm2O3 buffer layers on single crystal and biaxially textured metallic substrates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140724 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140812 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140827 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140922 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5622778 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |