JP4521693B2

JP4521693B2 - 高温超電導厚膜部材およびその製造方法

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Publication number: JP4521693B2
Application number: JP2002352519A
Authority: JP
Inventors: 修司母倉; 剛三藤野; 一也大松
Original assignee: International Superconductivity Technology Center; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: International Superconductivity Technology Center; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-08-29
Also published as: JP2003206134A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温超電導厚膜部材に関し、より詳細には、優れた超電導特性を有し、組成および組織が均一で、かつ実用に値する大きな臨界電流を担い、長尺もしくは大面積が可能な、特に電力用途に適する高温超電導厚膜部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】
高温超電導薄膜は、スパッタリング法、熱共蒸着法、電子ビーム蒸着法、レーザー蒸着法などの従来の半導体産業で培われた物理蒸着技術の適用によって、実用化開発が進展している。特に臨界温度が９０Ｋに達するＹ（イットリウム）１２３系構造またはＲＥ（希土類）１２３系構造を有する高温超電導薄膜では、液体窒素温度（７７Ｋ）を超える臨界温度や１０⁵Ａ／ｃｍ²（７７Ｋ、自己磁界下）を超える臨界電流特性が確認され、研究所レベルでは実用化の進んだＢｉ（ビスマス）系銀被覆高温超電導線材を完全に凌駕する特性が確認されている。
【０００３】
このような高温超電導薄膜を用いて、移動体の通信基地局に用いられるマイクロ波フィルタの実用化を目指した試作、ＳＱＵＩＤ（Super conducting Quantum Interference Device）現象を利用した心磁計などのプロトタイプの開発、ジョセフソン効果を利用した高速電子計算機を目指した要素開発などが急速に進展しており、コスト面での従来の常電導機器に比べて性能や長期信頼性が確認された後には、製品化が進むと期待されている。
【０００４】
一方、超電導の「電気抵抗＝０」現象を利用して、ケーブルやマグネットや限流器などのいわゆるパワー応用分野でもそのプロトタイプの開発が推進されている。高温超電導線材を用いた地中ケーブルが実現できれば、都心の地下に直径がメートル級のトンネルを新たに作製することなく、既存の小さい直径（１５０〜２００ｍｍφ程度）のトンネルに敷設可能なコンパクト・大容量ケーブルを構築することができる。これによって、従来の３倍以上の電力を送電でき、東京などの大都会では膨大なコストを要する地下工事費が不要になり、コストメリットが生じることから、開発が鋭意進められている。
【０００５】
また、Ｙ系およびＲＥ系薄膜線材は、７７Ｋの磁場特性がＢｉ系銀被覆線材に比べて非常に優れている。このため、線材の長尺化が進み適正コストで所定の性能が達成できれば、たとえば金属系超電導線材で適用化が進んでいるＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）やシリコン単結晶引上げ炉用超電導マグネット用の線材としてＹ系およびＲＥ系薄膜線材は有力となる。また、薄膜を用いたＳＮ転位型限流器の検討もなされており、マトリックスが安定化材となるＢｉ系銀被覆線材では実現不可能なコンパクトで高性能な限流器が、Ｙ系およびＲＥ系薄膜において実現可能であるかについても検討されている。
【０００６】
物理蒸着法は、原料ターゲットから成膜した高温超電導膜の組成ずれが少なく、気相成長法の中でも成膜速度が比較的速いという特徴を有している。このために、優れた特性を有する薄膜の原理検証の目的にスパッタ法やレーザー蒸着法が適用されている。しかしながら、現状のレーザーやスパッタ装置は薄膜超電導線材や大面積薄膜の量産を行なう上ではパワーが小さいという問題点がある。
【０００７】
ＳＱＵＩＤや電子計算機などのエレクトロニクス応用では、高性能を有する膜を少量でも均一に作製できれば製品化が可能であるが、物理蒸着装置での製作コストが高いという、実用化にとって根本的な問題があった。
【０００８】
一方、パワー応用分野では、特に大量に低コストで薄膜が作製できるプロセスが必要であるが、物理蒸着法は蒸着装置パワーの低出力によって原理検証の実験用の手法に限られていた。この原因は高温超電導薄膜の物理蒸着法に必要な大出力を有するレーザー源やスパッタ源が将来にわたっても高出力化の見通しが限定されることによる。
【０００９】
現時点では、たとえばレーザー源としては出力が高々２００Ｗ程度の産業用レーザーしか製品化できていない。このため、たとえば幅１０ｍｍのテープ基板上に、５μｍ以上の厚い超電導膜を１０ｍ／Ｈ以上の成膜速度で製作することは原理的に難しい。
【００１０】
Ｙ系超電導薄膜を大量に製作できる可能性のある手法として、たとえば以下の特許文献１（特公平４−７６３２４号公報）、特許文献２（特公平４−７６３２３号公報）などに開示されている塗布熱分解法がある。この手法は、物理蒸着法よりも簡便な装置を用いて、線材上や単結晶基板上への厚膜が比較的容易に得られる利点を有しているが、この手法により作製された超電導膜では臨界電流密度が低いという抜本的な欠点を有している。
【００１１】
たとえば、単結晶上では１０⁵〜１０⁶Ａ／ｃｍ²（７７Ｋ、０Ｔ）程度のＪｃが得られているが、大面積膜では膜のクラックや組成ずれなどが生じるため、大面積膜化が困難であった。クラックの発生は基板と超電導厚膜との熱膨張差や結晶のミスマッチに起因して生じる。また、組成ずれは基板上からエピタキシャル成長が不完全に生じることや熱処理によって単結晶化させる過程において不要な物質が気化する際に生じる穴の発生などに起因している。
【００１２】
さらに、多結晶金属基板上では超電導膜が配向せず、１０⁴Ａ／ｃｍ²（７７Ｋ、０Ｔ）クラスのＪｃにとどまっていた。Ｊｃの低い原因は、多結晶基板から成長した超電導厚膜が面内で１方向に配向しないことが原因である。これらの結果、高特性と厚膜や量産性を両立するＹ系超電導薄膜の手法は存在せず、超電導ケーブルや限流器などのパワー応用には、Ｙ薄膜の適用は難しいと考えられていた。
【００１３】
【特許文献１】
特公平４−７６３２４号公報
【００１４】
【特許文献２】
特公平４−７６３２３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ本発明の目的は、従来困難であった高い超電導特性を有する長尺厚膜線材や大面積厚膜を可能とする高温超電導厚膜部材およびその製造方法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の高温超電導厚膜部材は、基板と、単結晶性の中間層と、単結晶性の超電導厚膜とを備えている。基板は、主表面を有し、かつ単結晶または多結晶よりなっている。中間層は、基板の主表面上に形成され、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みを有している。超電導厚膜は、中間層上に塗布熱分解法により形成され、０．５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有している。中間層は、基板の主表面に対して１０°以下の角度を持って斜めに傾いた結晶構造を有し、かつ面内の配向性の傾き角が３０°以下である。
【００１７】
本発明の高温超電導厚膜部材によれば、中間層を設けたことにより、この中間層の熱膨張係数を基板よりも超電導厚膜に近いものとすることができる。これにより、基板と超電導厚膜との熱膨張差を緩和することができ、膜のクラックを防止することが可能となり、大面積成膜が容易となる。
【００１８】
また、中間層の格子定数を基板よりも超電導厚膜に近いものとすることができ、それにより基板と超電導厚膜との結晶のミスマッチによる格子歪みを緩和することができる。これによっても、膜のクラックを防止することができ、大面積成膜が容易となる。
【００１９】
また、中間層を物理蒸着法などにより形成できるため、中間層の結晶配向性を良好にすることができる。このため、超電導厚膜を塗布熱分解法により形成しても、超電導厚膜の結晶配向性を良好にすることができ、大きな臨界電流密度を得ることができる。
【００２０】
よって、従来困難であった高い超電導特性を有する長尺厚膜線材や大面積厚膜が可能となる。
【００２１】
なお、中間層の厚みを０．１μｍ以上３．０μｍ以下としたのは、０．１μｍ未満では配向性の良い膜を得ることができず、３．０μｍを超えると結晶配向性が低下してくるからである。また、超電導厚膜の厚みを０．５μｍ以上３０μｍ以下としたのは、塗布熱分解法を用いれば０．５μｍ以上の膜厚を容易に形成でき、３０μｍを超えると結晶配向性が低下してくるからである。
【００２２】
超電導薄膜を形成する場合、結晶軸は、「ｃ軸の方向には揃いやすいが、面内ａｂ軸の方向には揃いにくい」という性質がある。このため、本願において「単結晶性」の結晶とは、「ｃ軸とともに面内ａｂ軸も揃った、すなわちすべての結晶軸の方向が揃った」結晶を意味する。
また中間層が基板の主表面に対して１０°以下の角度を持って斜めに傾いた結晶構造を有し、かつ面内の配向性が傾き角３０°以下であるため、良好な結晶配向性とすることができる。
【００２３】
上記高温超電導厚膜部材において好ましくは、中間層は、基板の熱膨張係数よりも超電導厚膜の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有しており、基板の格子定数よりも超電導厚膜の格子定数に近い格子定数を有している。
【００２４】
これにより、上記と同様、従来困難であった高い超電導特性を有する長尺厚膜線材や大面積厚膜が可能となる。
【００２６】
上記高温超電導厚膜部材において好ましくは、中間層は、ジルコニウム、イッテルビウム、イットリウムおよびセリウムよりなる群から選ばれる１種以上の酸化物を含む単層または多層構造を有する。
【００２７】
このように中間層の材質を適宜選択することができる。
上記高温超電導厚膜部材において好ましくは、単結晶の基板の材質は、サファイア、アルミン酸ランタン、酸化マグネシウムおよびチタン酸ストロンチウムよりなる群から選ばれる１種以上を含んでいる。
【００２８】
このように基板の材質を適宜選択することが可能である。
上記高温超電導厚膜部材において好ましくは、多結晶の基板の材質は、ステンレス、ハステロイ、ニッケル、銅およびアルミニウムよりなる群から選ばれる１種以上を含み、かつ２００μｍ以下の厚みを有するフレキシブル金属である。
【００２９】
このように多結晶の基板の材質を適宜選択することができる。
上記高温超電導厚膜部材において好ましくは、超電導厚膜はＲＥＢＣＯ１２３構造を有し、かつＲＥ元素はホルミウムを含む。
【００３０】
なお、本願明細書における「ＲＥＢＣＯ１２３構造」とは、ＲＥ_xＢａ_yＣｕ_zＯ_7-dにおいて、０．７≦ｘ≦１．３、１．７≦ｙ≦２．３、２．７≦ｚ≦３．３であることを意味する。
【００３１】
本発明の高温超電導厚膜部材の製造方法は、以下の工程を備えている。
まず単結晶または多結晶よりなる基板の主表面上に、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みを有する単結晶性の中間層が形成される。そして中間層上に、０．５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有する単結晶性の超電導厚膜を塗布熱分解法を用いて形成される。中間層は、基板の主表面に対して１０°以下の角度を持って斜めに傾いた結晶構造を有し、かつ面内の配向性の傾き角が３０°以下となるように形成される。
【００３２】
本発明の高温超電導厚膜部材の製造方法によれば、中間層を設けたことにより、この中間層の熱膨張係数を基板よりも超電導厚膜に近いものとすることができる。これにより、基板と超電導厚膜との熱膨張差を緩和することができ、膜のクラックを防止することが可能となり、大面積成膜が容易となる。
【００３３】
また、中間層の格子定数を基板よりも超電導厚膜に近いものにすることができ、それにより基板と超電導厚膜との結晶のミスマッチによる格子歪みを緩和することができる。よって、この点からも膜のクラックを防止することができ大面積成膜が容易となる。
【００３４】
また、中間層を物理蒸着法などにより形成できるため、中間層の結晶配向性を良好にすることができる。このため、超電導厚膜を塗布熱分解法により形成しても、超電導厚膜の結晶配向性を良好にすることができ、大きな臨界電流密度を得ることができる。
【００３５】
よって、従来困難であった高い超電導特性を有する長尺厚膜線材や大面積厚膜の製造が可能となる。
また中間層が基板の主表面に対して１０°以下の角度を持って斜めに傾いた結晶構造を有し、かつ面内の配向性が傾き角３０°以下であるため、良好な結晶配向性とすることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００３７】
図１は、本発明の一実施の形態における高温超電導厚膜部材の構成を概略的に示す断面図である。図１を参照して、高温超電導厚膜部材５は、単結晶または多結晶よりなる基板１と、基板の主表面上に形成された単結晶性の中間層２と、中間層２上に形成された単結晶性の超電導厚膜３とを有している。
【００３８】
中間層２は、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みＴ２を有し、超電導厚膜３は、０．５μｍ以上３０μｍ以下の厚みＴ３を有している。超電導厚膜３は、塗布熱分解法により形成されている。
【００３９】
中間層２は、基板１の熱膨張係数よりも超電導厚膜３の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有し、基板１の格子定数よりも超電導厚膜３の格子定数に近い格子定数を有している。
【００４０】
中間層２は、基板１の主表面に対して１０°以下の角度θを持って斜めに傾いた結晶２ａよりなる構造を有している。また面内の配向性の傾き角が３０°以下となっている。ここで「面内の配向性の傾き角」とは、「Ｘ線極点図測定におけるピーク半値幅」のことを意味しており、この値が小さいほどＸ線測定でのピークが鋭く、すなわち結晶の配向性が良いことになる。
【００４１】
基板１が単結晶の場合、基板１の材質は、サファイア、アルミン酸ランタン、酸化マグネシウムおよびチタン酸ストロンチウムの単体もしくはこれらの任意の組合せであることが好ましい。また基板１が多結晶の場合、基板１の材質は、ステンレス、ハステロイ、ニッケル、銅およびアルミニウムの単体もしくはこれらの任意の組合せであり、かつ２００μｍ以下の厚みを有するフレキシブル金属であることが好ましい。
【００４２】
また中間層の材質は、ジルコニウム、イッテルビウム、イットリウムおよびセリウムから選択された単元素系酸化物またはそれらの複合酸化物の単層またはそれらの単元素系または多元素系物質の多層構造であることが好ましい。
【００４３】
また超電導厚膜３の材質は、ＲＥＢＣＯ１２３構造を有し、かつＲＥ（希土類）元素がホルミウムを含むことが好ましい。
【００４４】
次に本実施の形態の製造方法について説明する。
図２は、本発明の一実施の形態における高温超電導厚膜部材の製造方法を示す図である。図２を参照して、まず単結晶または多結晶よりなる基板１が準備され、その基板１上に、中間層２が形成される（ステップＳ１）。この後、塗布熱分解法により超電導厚膜３が形成されて高温超電導厚膜部材５が製造される。この塗布熱分解法では、まず有機金属原料である金属有機化合物を有機溶媒に溶かした溶液が調製される（ステップＳ２）。その後、その溶液を中間層２上に塗布した後に乾燥することで、金属含有化合物の厚膜が形成される（ステップＳ３）。この金属含有化合物の厚膜を加熱焼成することにより超電導厚膜３が形成されて（ステップＳ４）、高温超電導厚膜部材５が得られる。
【００４５】
中間層２は、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みで形成され、超電導厚膜３は０．５μｍ以上３０μｍ以下の厚みで形成される。
【００４６】
また中間層２は、物理蒸着法により形成されることが好ましく、この物理蒸着法は、原料にレーザー光を照射して原料から飛散した物質を基板の主表面上に蒸着させるレーザーアブレーション法であることが好ましい。さらに、このレーザーアブレーション法は、図３に示すように原料（ターゲット）１１のレーザー光１３が照射される面に対して基板１１の主表面が所定角度αだけ傾いた状態で行なわれる基板傾斜成膜法（ＩＳＤ：Inclined Substrate Deposition）であることが好ましい。この場合、基板１の所定部分がマスク１２で覆われていてもよい。
【００４７】
この基板傾斜レーザー蒸着法（図３）のプロセスとしては、たとえば１３．３３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）程度の低酸素雰囲気において、エキシマレーザーを用いて高密度のレーザー光を実現するために光学系でビームを絞り焼結体ターゲット１１へ１〜５Ｊ／ｃｍ²のエネルギ密度でレーザー光１３を照射することで、アブレーションを生じさせ、基板１を加熱させながらアブレーションで生じるプラズマを基板１に当てることによってアズデポ膜が生成され、成膜された時点で基本的な単結晶性構造が形成される。
【００４８】
このような物理蒸着法を用いて中間層２を形成することにより、ハステロイや耐熱ステンレスなどの耐酸化性に優れたフレキシブルな金属基板１上にたとえばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）や酸化セリウム（ＣｅＯ₂）などの酸化物を成膜することができる。
【００４９】
また、レーザー蒸着法以外の成膜方法以外に、スパッタや電子ビームなどの物理蒸着法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの化学蒸着法、ＭＯＤ（Metal Organic Deposition)法などの溶液法などが用いられてもよい。また中間層２は、塗布熱分解法単独により形成されてもよく、または塗布熱分解法により形成された後にレーザーアニール法で単結晶化されて形成されてもよい。
【００５０】
なお単結晶の超電導厚膜を塗布熱分解法を用いて形成する方法として、塗布熱分解法により超電導厚膜を形成した後に、レーザーアニール法により単結晶化させる手法がとられてもよい。
【００５１】
レーザーアニール法に用いられる具体的なレーザーの種類としては、エキシマレーザーやＹＡＧ（Yttrium-Aluminum Garnet）レーザーであることが現実的である。エキシマレーザーの波長は、その利用するガスの種類によっても異なるが、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。詳しくは、Ｆ₂で１５７ｎｍ、ＡｒＦで１９３ｎｍ、ＫｒＦで２４８ｎｍ、ＸｅＣｌで３０８ｎｍ、ＸｅＦで３５１ｎｍが実現できており、出力の現状の最高値は１５０Ｗから２００Ｗである。ＹＡＧレーザーの波長は、０．５μｍ以上２μｍ以下であり、典型的には１．０６μｍである。ＹＡＧレーザーは、近年半導体結晶の進展とともに、大出力化・長時間化発振の開発が急速に進んでおり、現時点でもＬＤ励起で３ｋＷの出力のものが販売されている。大出力レーザーとしては、もちろんＹＡＧに限定されることはなく、炭酸ガスレーザー（１０．６μｍ）などを適用することもできる。また、短波長レーザーもエキシマレーザーに限らず、０．５μｍ以下で数百Ｗクラスのレーザーが使用できれば、エキシマレーザーに限定されることはない。
【００５２】
また基板１が線状（テープ状を含む）の場合には、図４に示すように一方端側をロール２１に巻付けて他方端側をロール２２で巻取ることにより、チャンバ２３内で中間層２が基板１上に形成され、チャンバ２４内で超電導厚膜３が形成されてもよい。
【００５３】
また、基板１の大きさが１００ｃｍ²以上の場合には、基板１を図５の矢印方向に示すように揺動させるか、または図６の矢印で示すように回転させながら中間層２と超電導厚膜３とが形成されることが好ましい。
【００５４】
なお、超電導厚膜３には、少なくとも仮焼結、本焼結、ポストアニールおよび酸素アニールの４つの処理が施されることが好ましく、また超電導厚膜３は基板１の両面に形成されてもよい。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００５６】
サファイア単結晶基板上に酸化セリウムの中間層をレーザーアブレーション法により形成した。中間層の厚みは１μｍであった。
【００５７】
この中間層上に塗布熱分解法でＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-dの組成で表わされる超電導厚膜を形成した。出発原料は、Ｙ：Ｂａ：Ｃｕの組成比が１：２：３になるように各元素のナフテン酸塩をエタノール溶媒に溶かしたものを調合し、塗布、熱処理、酸素アニールを施すことで超電導厚膜を形成した。形成した超電導膜について、膜厚と臨界電流密度とを測定した。表１に超電導膜の膜厚と臨界電流密度との関係を示す。
【００５８】
【表１】

【００５９】
表１の結果より、レーザーアブレーション法で所定の中間層を形成した後、塗布熱分解法で超電導厚膜を成膜すれば、０．５μｍ以上３０μｍ以下の超電導厚膜において優れた超電導特性が得られることが明らかになった。
【００６０】
今回開示された実施の形態および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。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の高温超電導厚膜部材は、以上述べたように薄膜線材や大面積膜の量産効果を得るのに特に有効であるが、たとえば長尺イットリウム系線材のリペア技術にも適している。たとえば金属基板上に長尺線材を作製しても部分的に特性の低い箇所が生じるが、本発明を用いればその部分に超電導膜を形成可能であり、律速工程の改善にも本発明は有効である。
【００６２】
また、限流器などへの適用には、大面積の膜が要求される。一般に物理蒸着法では一度に成膜できる面積が小さいため、工業的に低コストで均一な高特性を得るためには、蒸着面積を大きくする必要がある。本発明は、基板の揺動や回転を組合せることによって大面積膜の形成にも適した手法となる。
【００６３】
本発明では、フレキシブルな金属基板上、もしくは単結晶または多結晶あるいは金属基板上に中間層を介して成膜された線材または大面積膜が好ましい対象となる。フレキシブル金属基板上の長尺線材で大電流を流すことができれば、ケーブルやマグネットなど産業用途に与えるインパクトは非常に大きい。また、ビスマス系銀被覆線材と比較しても、７７Ｋの磁場下における臨界電流密度Ｊｃは飛躍的に高く、また過冷却窒素や冷凍機の冷却で７７Ｋ以下に冷却して使用する環境下であれば、磁場特性はビスマス系銀被覆線材に比較して磁場強度にもよるが一桁程度のオーダで大きい。このため、実用材料としてその量産性が可能になればコスト的に一桁程度ビスマス系銀被覆超電導線材を上回ってもコストメリットが出てくる。
【００６４】
また、ビスマス系銀被覆線材では、達成できない機器応用も可能となる。たとえば、ＳＮ転位型限流器は、ビスマス系銀被覆線材では構築不可能であり、大面積を有するイットリウム系膜が低コストかつ高均一特性で大量生産が可能になれば、落雷などによる系統事故発生時のリスク分散が可能となることから、今後分散化が進む電力系統の信頼性は飛躍的に高まるばかりでなく、分散化電源の導入も効果的に促進され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における高温超電導厚膜部材の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における高温超電導厚膜部材の製造方法を示す図である。
【図３】基板傾斜レーザー蒸着法を説明するための断面図である。
【図４】基板が線状である場合の製造方法を説明するための図である。
【図５】基板を揺動させる様子を示す斜視図である。
【図６】基板を回転させる様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１基板、２中間層、３超電導厚膜、５高温超電導厚膜部材。

Claims

主表面を有し、かつ単結晶または多結晶よりなる基板と、
前記基板の主表面上に形成された、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みを有する単結晶性の中間層と、
前記中間層上に塗布熱分解法により形成された、０．５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有する単結晶性の超電導厚膜とを備え、
前記中間層は、前記基板の主表面に対して１０°以下の角度を持って斜めに傾いた結晶構造を有し、かつ面内の配向性の傾き角が３０°以下である、高温超電導厚膜部材。
前記中間層は、前記基板の熱膨張係数よりも前記超電導厚膜の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有しており、前記基板の格子定数よりも前記超電導厚膜の格子定数に近い格子定数を有している、請求項１に記載の高温超電導厚膜部材。
前記中間層は、ジルコニウム、イッテルビウム、イットリウムおよびセリウムよりなる群から選ばれる１種以上の酸化物を含む単層または多層構造を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の高温超電導厚膜部材。
単結晶の前記基板の材質は、サファイア、アルミン酸ランタン、酸化マグネシウムおよびチタン酸ストロンチウムよりなる群から選ばれる１種以上を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の高温超電導厚膜部材。
多結晶の前記基板の材質は、ステンレス、ハステロイ、ニッケル、銅およびアルミニウムよりなる群から選ばれる１種以上を含み、かつ２００μｍ以下の厚みを有するフレキシブル金属であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の高温超電導厚膜部材。
前記超電導厚膜の材質は、ＲＥＢＣＯ１２３構造を有し、かつＲＥ（希土類）元素はホルミウムを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の高温超電導厚膜部材。
単結晶または多結晶よりなる基板の主表面上に、０．１μｍ以上３μｍ以下の厚みを有する単結晶性の中間層を形成する工程と、
前記中間層上に、０．５μｍ以上３０μｍ以下の厚みを有する単結晶性の超電導厚膜を塗布熱分解法を用いて形成する工程とを備え、
前記中間層は、前記基板の主表面に対して１０°以下の角度を持って斜めに傾いた結晶構造を有し、かつ面内の配向性の傾き角が３０°以下となるように形成される、高温超電導厚膜部材の製造方法。
前記中間層は、原料にレーザー光を照射して前記原料から飛散した物質を前記基板の前記主表面上に蒸着させるレーザーアブレーション法により形成され、前記レーザーアブレーション法は前記レーザー光が照射される前記原料の面に対して前記基板の前記主表面が傾いた状態で行われる、請求項７に記載の高温超電導厚膜部材の製造方法。