JP4128557B2 - 酸化物超電導導体 - Google Patents
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Description
図2に示す構成の高周波スパッタ装置を使用し、この装置の真空容器の内部を真空ポンプで真空引きして1×10−3トールに減圧した。基材として、幅10mm、厚さ0.1mm、長さ10cmのハステロイC276テープを使用した。ターゲットはYSZ(安定化ジルコニア)製のものを用い、スパッタ電圧300V、スパッタ電流100mAに設定し、スパッタリングを1時間行なって基材の一方の面(下面)上に厚さ0.5μmの膜状のYSZの多結晶速成中間薄膜を形成した。
基材として、幅10mm、厚さ0.05mm、長さ10cmのハステロイテープを用いた以外は、前記参考例1と同様にして酸化物超電導導体を作製した。ここでの酸化物超電導導体は、厚さ52.0μm、幅10mm、長さ10cmのものである。この酸化物超電導導体を冷却し、臨界電流密度の測定を行なった結果、臨界電流密度=4.8×105A/cm2(77K、0T)を示し、オーバーオールあたりの臨界電流密度=9.2×103A/cm2を示し、極めて優秀な超電導特性を発揮することを確認できた。よって得られた酸化物超電導導体は、厚さが0.05mmと薄い基材を用いても、酸化物超電導層の蒸着時に高温雰囲気によって上記基材に歪みが生じることがなく、オーバーオールあたりの臨界電流密度が向上することが明らかになった。
基材として、幅10mm、厚さ0.5mm、長さ10cmのハステロイテープを用い、かつ該基材の下面に多結晶速成中間薄膜を形成しない以外は、前記参考例1と同様にして酸化物超電導導体を作製した。ここでの酸化物超電導導体は、厚さ501.5μm、幅0.5mm、長さ10cmのものであった。この酸化物超電導導体を冷却し、臨界電流密度の測定を行なった結果、臨界電流密度=5.2×105A/cm2(77K、0T)を示したが、オーバーオールあたりの臨界電流密度=1.0×103A/cm2と低いものであった。
基材の下面に多結晶速成中間薄膜を形成しない以外は、前記参考例1と同様にして酸化物超電導導体を作製した。ここでの酸化物超電導導体は、厚さ101.5μm、幅10mm、長さ10cmのものであった。この酸化物超電導導体を冷却し、臨界電流密度の測定を行なった結果、臨界電流密度=1.1×104A/cm2(77K、0T)を示し、オーバーオールあたりの臨界電流密度=1×102A/cm2と低いものであった。また、この酸化物超電導導体は、酸化物超電導層の蒸着時に高温雰囲気によって上記基材に歪みが生じた。
図7に示す構成のレーザ蒸着装置を使用し、幅10mm、厚さ0.2mm、長さ10cmのハステロイC276テープからなる基材の両面上にそれぞれ厚さ0.5μmの膜状のYSZの多結晶速成中間薄膜を形成した。ターゲットとして、YSZ(安定化ジルコニア)室温にてレーザ蒸着を行なった。ターゲット蒸発用のレーザとして波長193nmのArFレーザを用いた。ここで基材の片面に厚さ0.5μmの多結晶速成中間薄膜を成膜するのに要した時間は10分であり、従って両面に多結晶速成中間薄膜を成膜するのに要した時間は20分であった。次に、図3に示す構成のイオンビームスパッタ装置を使用し、この装置を収納ターゲットはYSZ(安定化ジルコニア)製のものを用い、スパッタ電圧1000V、スパッタ電流100mA、イオン源のビームの入射角度を55度に各々設定し、イオン源のアシスト電圧を300Vに、イオンビームの電流密度を20μA/cm2にそれぞれ設定して前記基材の両面に形成された多結晶速成中間薄膜のうち、一方の多結晶速成中間薄膜上にスパッタリングと同時にイオン照射を行なうイオンビームアシストスパッタリング法により1時間成膜処理することで厚さ0.1μmのYSZ配向制御多結晶中間薄膜を形成した。
基材の下面に多結晶速成中間薄膜を形成しない以外は、前記参考例3と同様にして酸化物超電導導体を作製した。ここでの酸化物超電導導体は、厚さ201.6μm、幅10mm、長さ10cmのものであった。この酸化物超電導導体を冷却し、臨界電流密度の測定を行なった結果、臨界電流密度=2.3×104A/cm2(77K、0T)を示したが、オーバーオールあたりの臨界電流密度=1.1×102A/cm2と低いものであった。また、この酸化物超電導導体は、酸化物超電導層の蒸着時に高温雰囲気によって上記基材に歪みが生じた。
前記参考例3と同様にして基材の両面に多結晶速成中間薄膜を形成した。次に、図3に示す構成のイオンビームスパッタ装置を使用し、前記参考例3と同様にして基材の両面に形成された多結晶速成中間薄膜のうち、一方の多結晶速成中間薄膜上にスパッタリングと同時にイオン照射を行なって1時間成膜処理することで厚さ0.1μmのYSZ配向制御多結晶中間薄膜を形成した。この後、他方の多結晶速成中間薄膜上に前述の方法と同様にして厚さ0.1μmのYSZ配向制御多結晶中間薄膜を形成した。
(実施例5)
基材の下面に配向制御多結晶中間薄膜を形成しない以外は前記実施例5と同様にして積層体を得た。ついで、基材の上面に形成された厚さ0.7μmのYSZ配向制御多結晶中間薄膜上に図7に示す構成のレーザ蒸着装置を用いて厚さ1.0μmの酸化物超電導層を形成し、図14と同様の酸化物超電導導体を作製した。
R=(X2+Y2)/2Y ・・・(I)
式I中、Rは曲率半径、Xは表面形状のプロファイル中の高さがピークのときの幅方向の長さ(μm)、Yは表面形状のプロファイル中の高さがピークのときの厚み方向の高さ(オングストローム)を表す。
21・・・基材、
22、22a、22b…多結晶速成中間薄膜、
23、23a、23b・・・配向制御多結晶中間薄膜、
24、24a、24b…酸化物超電導層。
Claims (2)
- テープ状の基材と、この基材の両面上にそれぞれ形成されて多数の結晶粒が結合されてなる配向制御多結晶中間薄膜と、このうちの1の配向制御多結晶中間薄膜上に形成された酸化物超電導層を具備してなることを特徴とする酸化物超電導導体。
- 基材の厚みが0.01〜0.15mmであり、配向制御多結晶中間薄膜の厚みが0.1〜1μmである請求項1記載の酸化物超電導導体。
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