JP4523249B2 - In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis - Google Patents

In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis Download PDF

Info

Publication number
JP4523249B2
JP4523249B2 JP2003308021A JP2003308021A JP4523249B2 JP 4523249 B2 JP4523249 B2 JP 4523249B2 JP 2003308021 A JP2003308021 A JP 2003308021A JP 2003308021 A JP2003308021 A JP 2003308021A JP 4523249 B2 JP4523249 B2 JP 4523249B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
buffer layer
substrate
orientation
plane
superconducting
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003308021A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005079351A (en
Inventor
昌志 向田
要 松本
吉田  隆
中 一瀬
堀井  滋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry, Japan Science and Technology Agency, National Institute of Japan Science and Technology Agency filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2003308021A priority Critical patent/JP4523249B2/en
Publication of JP2005079351A publication Critical patent/JP2005079351A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4523249B2 publication Critical patent/JP4523249B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Description

本技術は酸化物超伝導膜の高臨界電流密度化に関する。   The present technology relates to increasing the critical current density of oxide superconducting films.

超電導体に下部臨界磁場Hcl以上の磁場がかかると量子化磁束(φ=2.07×10−15Wb)が形成され超電導体中に侵入し、この状態で電流を流すと量子化磁束にローレンツ力が働き、これらが動き出すと電圧が発生して超電導状態が壊れることが知られている。 When a magnetic field higher than the lower critical magnetic field H cl is applied to the superconductor, a quantized magnetic flux (φ 0 = 2.07 × 10 −15 Wb) is formed and enters the superconductor. It is known that the Lorentz force acts on this, and when these start moving, a voltage is generated and the superconducting state is broken.

超電導体、たとえば酸化物高温超電導体LnBaCu(Lnはランタニド元素を表す)からなる超電導膜中の欠陥、たとえば酸素欠損、微細な不純物などの点状欠陥、転位などの線状欠陥、結晶粒界などの面状欠陥は、前記量子化磁束の移動を制限するピン止めセンターとして作用することが知られており、LnBaCu膜では前記結晶欠陥が膜面に垂直に、すなわち、LnBaCu結晶のc−軸に平行に入っているとき、磁場が膜面に垂直に印加された場合に臨界電流密度Jが向上する。 Defects in a superconducting film made of a superconductor, for example, an oxide high-temperature superconductor LnBa 2 Cu 3 O X (Ln represents a lanthanide element), for example, point defects such as oxygen vacancies and fine impurities, linear defects such as dislocations It is known that planar defects such as crystal grain boundaries act as a pinning center that restricts the movement of the quantized magnetic flux. In the LnBa 2 Cu 3 O X film, the crystal defects are perpendicular to the film surface. That is, when the magnetic field is applied perpendicularly to the film surface when entering parallel to the c-axis of the LnBa 2 Cu 3 O X crystal, the critical current density J c is improved.

LnBaCu成膜時の成膜条件を種々変えることにより自然に導入される転位の単位面積当りの密度が10/μm〜100/μmであったこと、膜が基板上で成長する過程で微細析出物が存在すると、そこで膜成長の連続性が崩れ、結晶欠陥、転位、結晶粒界などが生じること、およびLnBaCu膜の臨界電流密度Jが膜中の転位密度とともに増大することが報告されている(非特許文献1参照)。このことは転位が量子化磁束のピン止めセンターとして作用することを教示するが、成膜時に成膜条件を変えるだけで自然に導入される転位の密度を制御することは極めて困難である。 The density per unit area of dislocations naturally introduced by changing the film formation conditions during the film formation of LnBa 2 Cu 3 O X was 10 / μm 2 to 100 / μm 2 , and the film was formed on the substrate. If fine precipitates are present during the growth process, the continuity of film growth is lost, crystal defects, dislocations, grain boundaries, and the like, and the critical current density J c of the LnBa 2 Cu 3 O X film is increased in the film. It has been reported that it increases with the dislocation density (see Non-Patent Document 1). This teaches that dislocations act as a pinning center for quantized magnetic flux, but it is extremely difficult to control the density of dislocations that are naturally introduced simply by changing the deposition conditions during deposition.

一方、結晶粒界はピン止めセンターとしても作用するが、超電導電流の障壁としても作用することが知られている。LnBaCuなどの高温超電導膜では傾角の大きな結晶粒界におけるJは大変小さいが、傾角の小さな結晶粒界では大きなJが維持されるので小傾角粒界は転位列とみなすことができる。転位は絶縁体であるので、転位の間隔が大きい小傾角粒界では転移間に強い超電導部分が存在し電流が流れるが、結晶粒界の傾角が大きくなって転移の歪みが重なりだすと電流が流れ難くなる。これらの結晶粒界面が超電導膜の膜面に垂直であれば、極めて有効なピン止めセンターになる。しかしながら、一般には結晶粒界はランダムに存在するため結晶粒界の傾角を制御することによってJを制御するのは極めて難しい。 On the other hand, it is known that the grain boundary acts as a pinning center but also acts as a barrier for superconducting current. In a high-temperature superconducting film such as LnBa 2 Cu 3 O X, J c at a crystal grain boundary having a large tilt angle is very small, but since a large J c is maintained at a crystal grain boundary having a small tilt angle, the low tilt grain boundary is regarded as a dislocation array. be able to. Since dislocations are insulators, there is a strong superconducting portion between the transitions at a small-angle grain boundary with a large dislocation spacing, and current flows.However, if the tilt of the grain boundary becomes large and the distortion of the transition overlaps, the current flows. It becomes difficult to flow. If these crystal grain interfaces are perpendicular to the surface of the superconducting film, it becomes a very effective pinning center. However, in general very difficult to control the J c by controlling the inclination of the crystal grain boundaries because the crystal grain boundaries existing randomly.

超電導バルクマグネットでは、LnBaCuに高融点材料であるLnBaCuOを微細に粉砕して混合し、LnBaCuOを融解させない条件で超伝導体を作製することにより、LnBaCu中にピン止めセンターを導入している(非特許文献2参照)。一方、蒸着法によってLnBaCu膜を形成する場合、膜内の一部のみの組成が異なり、他の部分は超電導体組成であるLn:Ba:Cu比率を1:2:3に維持することは極めて困難である。たとえば、膜内の一部に高融点材料であるLnBaCuOを導入するように、成膜材料の組成を超電導YBCO組成からずらすと、膜全体の組成が膜内の一部にLnBaCuOが導入されることはなく、膜全体の組成が超電導体組成からずれてしまい超電導特性が劣化する。 The superconducting bulk magnet by LnBa 2 Cu 3 O X a refractory material in which Ln 2 BaCuO X were mixed with finely ground to, to produce a superconductor in conditions that do not melt the Ln 2 BaCuO X, LnBa 2 A pinning center is introduced into Cu 3 O X (see Non-Patent Document 2). On the other hand, when the LnBa 2 Cu 3 O X film is formed by the vapor deposition method, the composition of only a part of the film is different, and the other part is a superconductor composition, and the Ln: Ba: Cu ratio is 1: 2: 3. It is extremely difficult to maintain. For example, when the composition of the film forming material is shifted from the superconducting YBCO composition so that Ln 2 BaCuO X which is a high melting point material is introduced into a part of the film, the composition of the entire film becomes Ln 2 BaCuO in a part of the film. X is not introduced, and the composition of the entire film deviates from the superconductor composition, degrading the superconducting properties.

D. Shi et al., Supercond. Sci. Technol., vol.3, no.9, pp457-463, 1990D. Shi et al., Supercond. Sci. Technol., Vol.3, no.9, pp457-463, 1990 T. Mochida et al., Physica C, vol.366, no.4, pp229-237, 2002T. Mochida et al., Physica C, vol.366, no.4, pp229-237, 2002

前述のように、超電導膜の表面に垂直な結晶粒界面が超電導膜の電流の流れる方向に沿って存在すれば、ピン止めセンターとして最も有効と考えられている。しかしながら、蒸着法によって超電導膜を形成する際に、該超伝導膜中にピン止めセンターとして作用し得る転移、結晶粒界、結晶欠陥を制御して導入することは極めて困難である。特に超電導膜のマトリックス部分の組成を維持しながら、組成の全く異なる材料を膜内に分散させることは、実質的に不可能である。   As described above, if a crystal grain interface perpendicular to the surface of the superconducting film exists along the direction of current flow in the superconducting film, it is considered to be most effective as a pinning center. However, when forming a superconducting film by vapor deposition, it is extremely difficult to control and introduce transition, crystal grain boundaries, and crystal defects that can act as a pinning center in the superconducting film. In particular, it is substantially impossible to disperse materials having completely different compositions in the film while maintaining the composition of the matrix portion of the superconducting film.

したがって、超電導膜中に電流通電方向に沿って存在する人工ピン止めセンターが導入された超伝導配線、および該超伝導配線を形成する方法が求められている。   Therefore, there is a need for a superconducting wiring in which an artificial pinning center existing along the direction of current flow is introduced in the superconducting film, and a method for forming the superconducting wiring.

本発明の第1の実施形態の超伝導配線は、基板と、基板上に設けられ、LnBaCu(式中、Lnは、Yあるいはランタニド元素の中で左記構造が超伝導体となる元素を表し、6.5<x<7.1である)なる組成を有して電流を流す超伝導膜とを含み、前記超伝導膜は、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向を有する第1配向部分と、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向とは異なる第2の面内配向を有する第2配向部分とを有し、前記第2配向部分は、前記電流の流れる方向に沿って延在する複数の部分から構成され、該複数の部分の側面は前記基板に対して垂直であることを特徴とする。前記第1配向部分の面内配向方位と前記第2配向部分の面内配向方位との差が35°以上45゜以下であることが望ましい。また、前記基板と前記超伝導膜の前記第2配向部分との間に第1バッファ層が設けられていてもよい。前記基板は、MgO、または他の基板にMgO層を積層したものであってもよい。 The superconducting wiring of the first embodiment of the present invention is provided on a substrate and the substrate, and LnBa 2 Cu 3 O x (wherein Ln is Y or a lanthanide element, the structure on the left is a superconductor) And a superconducting film that has a composition of 6.5 <x <7.1) and allows a current to flow. The superconducting film has a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface. And a first orientation portion having a first in-plane orientation and a second orientation portion having a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface and having a second in-plane orientation different from the first in-plane orientation. An alignment portion, wherein the second alignment portion is composed of a plurality of portions extending along a direction in which the current flows, and side surfaces of the plurality of portions are perpendicular to the substrate. And The difference between the in-plane orientation azimuth of the first orientation portion and the in-plane orientation azimuth of the second orientation portion is preferably 35 ° or more and 45 ° or less. In addition, a first buffer layer may be provided between the substrate and the second alignment portion of the superconducting film. The substrate may be MgO or a substrate in which an MgO layer is stacked on another substrate.

本発明の第2の実施形態の超伝導配線は、基板と、前記基板上に設けられた複数の部分からなる第2バッファ層と、前記基板および前記第2バッファ層を覆って設けられた第3バッファ層と、前記第3バッファ層の上に設けられ、LnBaCu(式中、Lnは、Yあるいはランタニド元素の中で左記構造が超伝導体となる元素を表し、6.5<x<7.1である)なる組成を有して電流を流す超伝導膜とを含み、前記超伝導膜は、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向を有する第1配向部分と、前記第2バッファ層の上方に位置し、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向とは異なる第2の面内配向を有する第2配向部分とを有し、前記第2配向部分は、前記電流の流れる方向に沿って延在する複数の部分から構成され、該複数の部分の側面は前記基板に対して垂直であることを特徴とする。前記第1配向部分の面内配向方位と前記第2配向部分の面内配向方位との差が35°以上45゜以下であることが望ましい。また、前記基板と前記超伝導膜の前記第2配向部分との間に第1バッファ層が設けられていてもよい。前記基板は、MgO;R面サファイア;A面サファイア;あるいは、他の基板にMgO層、R面サファイア層、もしくはA面サファイア層を積層したものであってもよい。 A superconducting wiring according to a second embodiment of the present invention includes a substrate, a second buffer layer composed of a plurality of portions provided on the substrate, and a first buffer layer that covers the substrate and the second buffer layer. 3. LnBa 2 Cu 3 O x (wherein Ln represents an element in which the left structure is a superconductor in Y or a lanthanide element, provided on three buffer layers and the third buffer layer; 5 <x <7.1) and a superconducting film through which an electric current flows. The superconducting film has a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface, and the first surface A first orientation portion having an in-plane orientation, and a second in-plane orientation that is located above the second buffer layer, the c-axis is oriented perpendicular to the substrate surface, and is different from the first in-plane orientation A second alignment portion having the second alignment portion along the direction of current flow Is composed of a plurality of portions standing, side portions of said plurality of characterized in that it is perpendicular to the substrate. The difference between the in-plane orientation azimuth of the first orientation portion and the in-plane orientation azimuth of the second orientation portion is preferably 35 ° or more and 45 ° or less. In addition, a first buffer layer may be provided between the substrate and the second alignment portion of the superconducting film. The substrate may be MgO; R-plane sapphire; A-plane sapphire; or a laminate of an MgO layer, R-plane sapphire layer, or A-plane sapphire layer on another substrate.

本発明の第3の実施形態の超伝導配線は、基板と、前記基板を覆って設けられた第4バッファ層と、前記第4バッファ層上に設けられた複数の部分からなる第2バッファ層と、前記第2バッファ層および第4バッファ層の上に設けられ、LnBaCu(式中、Lnは、Yあるいはランタニド元素の中で左記構造が超伝導体となる元素を表し、6.5<x<7.1である)なる組成を有して電流を流す超伝導膜とを含み、前記超伝導膜は、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向を有する第1配向部分と、前記第2バッファ層の上方に位置し、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向とは異なる第2の面内配向を有する第2配向部分とを有し、前記第2配向部分は、前記電流の流れる方向に沿って延在する複数の部分から構成され、該複数の部分の側面は前記基板に対して垂直であることを特徴とする。前記第1配向部分の面内配向方位と前記第2配向部分の面内配向方位との差が35°以上45゜以下であることが望ましい。また、前記基板と前記超伝導膜の前記第2配向部分との間に第1バッファ層が設けられていてもよい。前記基板は、MgO;R面サファイア;A面サファイア;あるいは、他の基板にMgO層、R面サファイア層、もしくはA面サファイア層を積層したものであってもよい。 The superconducting wiring according to the third embodiment of the present invention includes a substrate, a fourth buffer layer provided so as to cover the substrate, and a second buffer layer comprising a plurality of portions provided on the fourth buffer layer. And provided on the second buffer layer and the fourth buffer layer, and LnBa 2 Cu 3 O x (wherein Ln represents an element in which the left structure is a superconductor in Y or a lanthanide element, 6.5 <x <7.1), and a superconducting film through which a current flows. The superconducting film has a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface, and the first A first orientation portion having an in-plane orientation, and a second surface located above the second buffer layer and having a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface and different from the first in-plane orientation A second alignment portion having an inner alignment, and the second alignment portion is in a direction in which the current flows. What is composed of a plurality of portions extending, side portion of said plurality of characterized in that it is perpendicular to the substrate. The difference between the in-plane orientation azimuth of the first orientation portion and the in-plane orientation azimuth of the second orientation portion is preferably 35 ° or more and 45 ° or less. In addition, a first buffer layer may be provided between the substrate and the second alignment portion of the superconducting film. The substrate may be MgO; R-plane sapphire; A-plane sapphire; or a laminate of an MgO layer, R-plane sapphire layer, or A-plane sapphire layer on another substrate.

本発明の超伝導配線においては,超伝導膜が異なる面内配向を有する部分から構成され、異なる面内配向を有する部分の間の界面が人工的に導入される。する。該界面は電流通電方向に沿って配列されるので、電流を流した時に発生するローレンツ力により量子化磁束が電流に垂直方向に移動することを阻止するピン止めセンターとして機能し、量子化磁束を移動させることなく従来よりも大きな電流を流すことを可能とする。すなわち、換言すれば、本発明の超伝導配線は、従来よりもゼロ抵抗で流せる電流密度を向上させることができるという効果を奏するものである。   In the superconducting wiring of the present invention, the superconducting film is composed of portions having different in-plane orientations, and an interface between the portions having different in-plane orientations is artificially introduced. To do. Since the interface is arranged along the direction of current flow, it functions as a pinning center that prevents the quantized magnetic flux from moving in the direction perpendicular to the current due to the Lorentz force generated when a current is passed. It is possible to flow a larger current than before without moving. That is, in other words, the superconducting wiring of the present invention has an effect that the current density that can flow with zero resistance can be improved as compared with the conventional case.

本発明においては、酸化物超伝導体の異方性を利用して、同一組成の酸化物超伝導体間にピン止めセンターを作製する。すなわち、酸化物超伝導体の対称性が結晶方位により異なるという異方性を用いて、酸化物超伝導体の対称性の急激な変化を起こす界面をピン止めセンターに用いるものである。具体的には、酸化物超伝導体のab−面内の対称性の変化を用いる。酸化物超伝導体LnBaCuのab−面内は超伝導の対称性がdx2−y2となっており、45°の方向にノードがある。そのため、ある超伝導体のa−もしくはb−軸方向と他の超伝導体の<110>方向の界面では45°の位相回転を余儀なくされ、その界面では大きな超伝導体の対称性の壁が形成される。本発明は、この対称性の壁をピン止めセンターとする構造を与えるものである。 In the present invention, utilizing the anisotropy of the oxide superconductor, a pinning center is formed between the oxide superconductors having the same composition. That is, an interface that causes an abrupt change in the symmetry of the oxide superconductor is used for the pinning center by using the anisotropy that the symmetry of the oxide superconductor varies depending on the crystal orientation. Specifically, a change in symmetry in the ab-plane of the oxide superconductor is used. In the ab-plane of the oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 O x , the symmetry of superconductivity is d x2 -y2, and there is a node in the direction of 45 °. Therefore, a 45 ° phase rotation is forced at the interface between the a- or b-axis direction of one superconductor and the <110> direction of another superconductor, and a large superconductor symmetry wall is formed at the interface. It is formed. The present invention provides a structure in which this symmetrical wall is a pinning center.

本発明の第1の実施形態の超伝導配線を図1に示す。図1の超伝導配線は、基板1の上に、電流通電方向8に沿って延在する複数の第1バッファ層2と、超伝導膜は、基板1に接触している第1配向部分7と、第1バッファ層2の上に設けられた第2配向部分6とで構成されている。第1配向部分7および第2配向部分6の両方において、超伝導体のc−軸は、基板1の表面に対して垂直に配向している。しかし、第1配向部分7および第2配向部分6は、それぞれ第1の面内配向および第2の面内配向を有し、第1の面内配向と第2の面内配向とは異なる面内配向方位を有する。本明細書における面内配向方位とは、超伝導体の<110>方向を意味する。第1の面内配向および第2の面内配向の配向方位は、35゜以上45゜以下、好ましくは40゜以上45゜以下の差を有する。   The superconducting wiring of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 includes a plurality of first buffer layers 2 extending along a current-carrying direction 8 on a substrate 1, and a first oriented portion 7 in which the superconducting film is in contact with the substrate 1. And a second orientation portion 6 provided on the first buffer layer 2. In both the first orientation portion 7 and the second orientation portion 6, the c-axis of the superconductor is oriented perpendicular to the surface of the substrate 1. However, the first orientation portion 7 and the second orientation portion 6 have a first in-plane orientation and a second in-plane orientation, respectively, and are different planes from the first in-plane orientation and the second in-plane orientation. It has an inner orientation orientation. The in-plane orientation direction in this specification means the <110> direction of the superconductor. The orientation directions of the first in-plane orientation and the second in-plane orientation have a difference of 35 ° to 45 °, preferably 40 ° to 45 °.

本発明の超伝導膜を形成するのに用いることができる超伝導体材料は、化学式LnBaCuを有する酸化物超伝導体であり、式中、LnはYまたは前記化学式を超伝導体とするランタニド元素を表し、6.5<x<7.1である。好ましい酸化物超伝導体は、YBaCuである。また、LnBaCu以外のBi系(BiSrCan−1Cuなど),Tl系(TlSrCaCu、TlSrCan−1Cuなど),Hg系(HgSrCan−1Cuなど)の酸化物超伝導体においても、同様に面内配向を35°以上45゜以下回転させるバッファ層があれば,同じ効果が得られることはいうまでもない。 A superconductor material that can be used to form the superconducting film of the present invention is an oxide superconductor having the chemical formula LnBa 2 Cu 3 O x , where Ln is Y or superconducting the chemical formula. Represents a lanthanide element as a body, and 6.5 <x <7.1. A preferred oxide superconductor is YBa 2 Cu 3 O x . Further, (such as Bi 2 Sr 2 Ca n-1 Cu n O x) LnBa 2 Cu 3 O x other than Bi system, Tl system (TlSr 2 Ca 2 Cu 3 O x, TlSr 2 Ca n-1 Cu n O x Etc.) and Hg-based (HgSr 2 Cann -1 Cu n O x ) oxide superconductors have the same effect if there is a buffer layer that rotates the in-plane orientation by 35 ° or more and 45 ° or less. It goes without saying that it can be obtained.

基板1は、超伝導体材料のc−軸を基板面に対して垂直に配向させ、かつ<110>軸を特定の方向(第1面内配向)に配向させることができる材料から形成される。望ましい基板材料は、MgOである。あるいはまた、他の基板(酸化物基板、窒化物基板、半導体基板、純Ni、Ni−Cr、Ni−WなどのNi基合金基板、純Cu、Cu−NiなどのCu基合金基板、またはFe−Si、ステンレスなどのFe基合金基板など)の上にMgO層を積層したものを基板1として用いてもよい。   The substrate 1 is formed of a material that can orient the c-axis of the superconductor material perpendicular to the substrate surface and the <110> axis in a specific direction (first in-plane orientation). . A preferred substrate material is MgO. Alternatively, other substrates (oxide substrates, nitride substrates, semiconductor substrates, Ni-based alloy substrates such as pure Ni, Ni—Cr, and Ni—W, Cu-based alloy substrates such as pure Cu and Cu—Ni, or Fe) A substrate in which an MgO layer is laminated on a Fe-based alloy substrate such as Si or stainless steel may be used as the substrate 1.

第1バッファ層2は、基板1上に形成された際に、超伝導体材料のc−軸を基板面に対して垂直に配向させ、かつ<110>軸を第1面内配向とは異なる特定の方向(第2面内配向)に配向させること、すなわち面内配向を回転させることができる材料から形成される。第1バッファ層2として用いることができる材料は、CeO、ZrO等のような蛍石構造を有する材料、またはGdZr等のようなパイロクロア構造を有する材料を含む。第1バッファ層2が0.4nm以上、好ましくは10nmの膜厚を有することにより、その上に形成される超伝導膜の面内配向を制御することが可能となる。 When the first buffer layer 2 is formed on the substrate 1, the c-axis of the superconductor material is oriented perpendicular to the substrate surface, and the <110> axis is different from the first in-plane orientation. It is formed from a material that can be oriented in a specific direction (second in-plane orientation), that is, the in-plane orientation can be rotated. The material that can be used as the first buffer layer 2 includes a material having a fluorite structure such as CeO 2 , ZrO 2 or the like, or a material having a pyrochlore structure such as Gd 2 Zr 2 O 7 or the like. When the first buffer layer 2 has a film thickness of 0.4 nm or more, preferably 10 nm, the in-plane orientation of the superconducting film formed thereon can be controlled.

本実施形態において、基板1と第1バッファ層2とは、その上に配向される超伝導体材料の面内配向を、35゜以上45゜以下、好ましくは40゜以上45゜以下の面内配向方位差を有するように制御できる組合せで用いることが重要である。基板1/第1バッファ層2の好ましい組合せは、MgO/CeO、MgO/ZrOを含む。 In this embodiment, the substrate 1 and the first buffer layer 2 have an in-plane orientation of the superconductor material oriented thereon of 35 ° to 45 °, preferably 40 ° to 45 °. It is important to use a combination that can be controlled to have an orientation difference. A preferable combination of the substrate 1 and the first buffer layer 2 includes MgO / CeO 2 and MgO / ZrO 2 .

第1バッファ層2は、PLD(パルスレーザ蒸着法)、蒸着法、スパッタ法、CVD(化学気相蒸着法)、MBE(分子ビームエピタキシー法)または金属有機物堆積法(MOD)を用いて、材料を基板上にエピタキシャル成長させることにより形成することができる。第1バッファ層2を、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分に分割するためには、ナノリソグラフィ法、積層時にマスクを用いる方法、またはリフトオフ法などを用いることができる。第1バッファ層の分割された複数の部分のそれぞれの幅(電流通電方向8に直交する方向の寸法)は、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a(a=1.07×(φ/B)1/2の式で計算される)以下であることが望ましい。第1バッファ層2の複数に分割された部分それぞれの幅は通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。さらに、第1バッファ層の隣接する2つの部分の間隔もまた、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。第1バッファ層の隣接する2つの部分の間隔は、通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。 The first buffer layer 2 is made of PLD (pulse laser deposition), vapor deposition, sputtering, CVD (chemical vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), or metal organic matter deposition (MOD). Can be formed by epitaxial growth on the substrate. In order to divide the first buffer layer 2 into a plurality of portions extending along the current-carrying direction 8, a nanolithography method, a method using a mask during stacking, a lift-off method, or the like can be used. The width of each of the plurality of divided portions of the first buffer layer (the dimension in the direction perpendicular to the direction of current application 8) is the quantized magnetic flux lattice constant a f (a f = 1) at the magnetic flux density B of the applied magnetic field. 0.07 × (φ 0 / B) 1/2 ) (desired). The width of each of the divided portions of the first buffer layer 2 is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm. Furthermore, the distance between two adjacent portions of the first buffer layer may also be desirable in the magnetic flux density B of the magnetic field applied is less than the quantization flux lattice constant a f. The distance between two adjacent portions of the first buffer layer is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm.

そして、複数の部分に分割された第1バッファ層2を形成した基板1の上に、PLD、蒸着法、スパッタ法、CVD、MBEまたはMODを用いて超伝導体材料を積層することにより、第1配向部分7および第2配向部分6で構成される超伝導体膜を形成する。本実施形態においては、第2配向部分6が電流通電方向8に沿って延在する複数の部分からなる第1バッファ層上に設けられるため、第1配向部分7もまた、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分に分割される(図2を参照されたい)。したがって、第1配向部分7と第2配向部分との界面9は、電流通電方向8に平行である。本発明においては、界面9が電流通電方向に対して垂直でなければ、その構造は超伝導配線として機能し得る。なお、本発明において、第1配向部分7および第2配向部分6の面内配向方位は、前述の面内配向方位差を有することを条件として、任意の方向であってもよい。   Then, a superconductor material is laminated on the substrate 1 on which the first buffer layer 2 divided into a plurality of portions is formed by using PLD, vapor deposition method, sputtering method, CVD, MBE or MOD. A superconductor film composed of the first orientation portion 7 and the second orientation portion 6 is formed. In the present embodiment, since the second alignment portion 6 is provided on the first buffer layer composed of a plurality of portions extending along the current supply direction 8, the first alignment portion 7 is also arranged in the current supply direction 8. Divided into a plurality of parts extending along (see FIG. 2). Therefore, the interface 9 between the first orientation portion 7 and the second orientation portion is parallel to the current conduction direction 8. In the present invention, if the interface 9 is not perpendicular to the direction of current flow, the structure can function as a superconducting wiring. In the present invention, the in-plane orientation directions of the first orientation portion 7 and the second orientation portion 6 may be any direction on the condition that the in-plane orientation orientation difference is as described above.

超伝導膜の第1配向部分7および第2配向部分6は、いずれもそのc−軸が基板表面に対して垂直に配向しており、基板表面に平行にab−面(いわゆる、超伝導面である)が存在する。したがって、方向8に沿って流れる電流は、第1配向部分7および第2配向部分6のab−面内を流れることが可能であるので、その電流密度を向上させることができる。そして、界面9では、その面内配向が大きく異なり、波動関数の対称性に大きな差が生じている。したがって、電流通電時に超伝導膜内の量子化磁束が電流通電方向8と直交する方向にローレンツ力を受けたとしても、界面9を越えて移動することができない。すなわち界面9が、量子化磁束の移動に対する有効なピン止めセンターとして機能し、臨界電流密度Jcを上昇させることを可能とする。   Each of the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6 of the superconducting film has its c-axis aligned perpendicularly to the substrate surface, and is parallel to the substrate surface in the ab-plane (so-called superconducting surface Is). Accordingly, the current flowing along the direction 8 can flow in the ab− plane of the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6, so that the current density can be improved. And in the interface 9, the in-plane orientation differs greatly and the big difference has arisen in the symmetry of a wave function. Therefore, even if the quantized magnetic flux in the superconducting film receives a Lorentz force in a direction perpendicular to the current supply direction 8 during current application, it cannot move beyond the interface 9. That is, the interface 9 functions as an effective pinning center for the movement of the quantized magnetic flux, and allows the critical current density Jc to be increased.

本発明の第2の実施形態の超伝導配線を、図3に示す。図3の超伝導配線は、基板1上に、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分からなる第2バッファ層3と、基板1および第2バッファ層を覆って存在する第3バッファ層4と、第3バッファ層4の上に設けられた超伝導膜とを有する。超伝導膜は、第2バッファ層3の上方に位置し、第2の面内配向を有する第2配向部分6と、基板1と第3バッファ層4とが直接接触している部分の上方に位置し、第1の面内配向を有する第1配向部分7とで構成される。本実施形態においても、第1の面内配向の配向方位と、第2の面内配向の配向方位との差は、35゜以上45゜以下、好ましくは40゜以上45゜以下であることが望ましい。   The superconducting wiring of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. The superconducting wiring of FIG. 3 includes a second buffer layer 3 composed of a plurality of portions extending along the current-carrying direction 8 on the substrate 1, and a third buffer existing over the substrate 1 and the second buffer layer. The layer 4 and a superconducting film provided on the third buffer layer 4 are included. The superconducting film is located above the second buffer layer 3 and above the second alignment portion 6 having the second in-plane alignment and the portion where the substrate 1 and the third buffer layer 4 are in direct contact. And a first alignment portion 7 having a first in-plane alignment. Also in this embodiment, the difference between the orientation orientation of the first in-plane orientation and the orientation orientation of the second in-plane orientation is 35 ° or more and 45 ° or less, preferably 40 ° or more and 45 ° or less. desirable.

基板1の材料としては、MgO、R面サファイアおよびA面サファイアを用いることができる。あるいはまた、他の基板(酸化物基板、窒化物基板、半導体基板、純Ni、Ni−Cr、Ni−WなどのNi基合金基板、純Cu、Cu−NiなどのCu基合金基板、またはFe−Si、ステンレスなどのFe基合金基板など)の上にMgO層、R面サファイア層、またはA面サファイア層を積層したものを基板1として用いてもよい。   As a material for the substrate 1, MgO, R-plane sapphire, and A-plane sapphire can be used. Alternatively, other substrates (oxide substrates, nitride substrates, semiconductor substrates, Ni-based alloy substrates such as pure Ni, Ni—Cr, and Ni—W, Cu-based alloy substrates such as pure Cu and Cu—Ni, or Fe) The substrate 1 may be a laminate of an MgO layer, an R-plane sapphire layer, or an A-plane sapphire layer on a Fe-based alloy substrate such as Si or stainless steel.

第2バッファ層3は、その上に第3バッファ層4が形成された際に、超伝導体材料のc−軸を基板面に対して垂直に配向させ、かつ<110>軸を特定の方向(第2面内配向)に配向させること、すなわち面内配向を回転させることができる材料から形成される。第2バッファ層3として用いることができる材料は、II−IV族ペロブスカイト構造を有するBaSnO、BaZrO、SrSnO、SrTiO、SrZrO、BaTiOを含む。第2バッファ層3が0.4nm以上、好ましくは10nmの膜厚を有することにより、その上に形成される超伝導膜の面内配向を制御することが可能となる。 When the third buffer layer 4 is formed on the second buffer layer 3, the c-axis of the superconductor material is oriented perpendicular to the substrate surface, and the <110> axis is in a specific direction. It is formed from a material that can be oriented (second in-plane orientation), that is, the in-plane orientation can be rotated. Materials that can be used as the second buffer layer 3 include BaSnO 3 , BaZrO 3 , SrSnO 3 , SrTiO 3 , SrZrO 3 , and BaTiO 3 having a II-IV group perovskite structure. When the second buffer layer 3 has a thickness of 0.4 nm or more, preferably 10 nm, the in-plane orientation of the superconducting film formed thereon can be controlled.

第2バッファ層3は、PLD(パルスレーザ蒸着法)、蒸着法、スパッタ法、CVD(化学気相蒸着法)またはMBE(分子ビームエピタキシー法)を用いて、材料を基板1上に積層することにより形成することができる。第2バッファ層3を、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分に分割するためには、ナノリソグラフィ法、積層時にマスクを用いる方法、またはリフトオフ法などを用いることができる。第2バッファ層の分割された複数の部分のそれぞれの幅(電流通電方向8に直交する方向の寸法)は、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。第2バッファ層3の複数に分割された部分それぞれの幅は通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。さらに、第2バッファ層の隣接する2つの部分の間隔もまた、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。第2バッファ層の隣接する2つの部分の間隔は、通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。 The second buffer layer 3 is formed by laminating a material on the substrate 1 using PLD (pulse laser deposition), vapor deposition, sputtering, CVD (chemical vapor deposition) or MBE (molecular beam epitaxy). Can be formed. In order to divide the second buffer layer 3 into a plurality of portions extending along the current supply direction 8, a nanolithography method, a method using a mask at the time of stacking, a lift-off method, or the like can be used. The width of each of the plurality of divided portions of second buffer layer (the dimension in the direction perpendicular to the current flowing direction 8) is not more than the quantization flux lattice constant a f of the magnetic flux density B of an applied magnetic field desirable. The width of each of the divided portions of the second buffer layer 3 is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm. Furthermore, the distance between two adjacent portions of the second buffer layer may also be desirable in the magnetic flux density B of the magnetic field applied is less than the quantization flux lattice constant a f. The interval between two adjacent portions of the second buffer layer is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm.

第3バッファ層4は、超伝導膜を形成する超伝導体材料との相互拡散を起こすことがなく、超伝導膜を構成する超伝導体材料のc−軸を基板面に対して垂直方向に配向させることができ、かつその下に基板1が存在するか、第2バッファ層3が存在するかによって、上に形成される超伝導膜材料の面内配向方位を変化させることができる材料から形成される。基板1と第3バッファ層4とが直接接触している部分においては、超伝導体材料の<110>軸は特定の方向(第1面内配向)に配向される。そして、第3バッファ層4を設けることによって、基板1の材料とLnBaCu等の超伝導体材料との相互拡散を防止することができる。第3バッファ層4は、基板1および第2バッファ層3を覆うように、前面に均一に形成される。第3バッファ層4として用いることができる材料は、CeO、ZrO等のような蛍石構造を有する材料、またはGdZr等のようなパイロクロア構造を有する材料を含む。第3バッファ層4が0.4nm以上、好ましくは10nmの膜厚を有することにより、下にある層の種類によって、その上に形成される超伝導膜の面内配向を制御することが可能となる。 The third buffer layer 4 does not cause mutual diffusion with the superconductor material forming the superconductor film, and the c-axis of the superconductor material constituting the superconductor film is perpendicular to the substrate surface. From a material that can be oriented and can change the in-plane orientation direction of the superconducting film material formed thereon depending on whether the substrate 1 or the second buffer layer 3 is present thereunder. It is formed. In the portion where the substrate 1 and the third buffer layer 4 are in direct contact, the <110> axis of the superconductor material is oriented in a specific direction (first in-plane orientation). By providing the third buffer layer 4, mutual diffusion between the material of the substrate 1 and a superconductor material such as LnBa 2 Cu 3 O x can be prevented. The third buffer layer 4 is uniformly formed on the front surface so as to cover the substrate 1 and the second buffer layer 3. The material that can be used as the third buffer layer 4 includes a material having a fluorite structure such as CeO 2 , ZrO 2 or the like, or a material having a pyrochlore structure such as Gd 2 Zr 2 O 7 or the like. Since the third buffer layer 4 has a thickness of 0.4 nm or more, preferably 10 nm, the in-plane orientation of the superconducting film formed thereon can be controlled depending on the type of the underlying layer. Become.

本実施形態において、基板1、第2バッファ層3、および第3バッファ層4は、その上に配向される超伝導体の面内配向を、35゜以上45゜以下、好ましくは40゜以上45゜以下の面内配向方位差を有するように制御できる組合せで用いることが重要である。第2バッファ層3/第2バッファ層4の好ましい組合せは、BaSnO/CeO、BaZrO/CeO、SrSnO/CeO、SrTiO/CeO、SrZrO/CeO、BaTiO/ZrOを含む。 In the present embodiment, the substrate 1, the second buffer layer 3, and the third buffer layer 4 have an in-plane orientation of the superconductor oriented thereon of 35 ° to 45 °, preferably 40 ° to 45 °. It is important to use a combination that can be controlled to have an in-plane orientation azimuth difference of less than or equal to. Preferred combinations of the second buffer layer 3 / second buffer layer 4 are BaSnO 3 / CeO 2 , BaZrO 3 / CeO 2 , SrSnO 3 / CeO 2 , SrTiO 3 / CeO 2 , SrZrO 3 / CeO 2 , BaTiO 3 / ZrO 3 2 is included.

そして、第3バッファ層4の上に、PLD、蒸着法、スパッタ法、CVD、MBEまたはMOBを用いて超伝導体材料を積層することにより、第1配向部分7および第2配向部分6で構成される超伝導体膜を形成する。本実施形態においては、第2配向部分6が電流通電方向8に沿って延在する複数の部分からなる第2バッファ層の上方に設けられるため、第1配向部分7もまた、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分に分割される。したがって、本実施形態の超伝導膜は、第1の実施形態の超伝導膜と同様の形状を有する(図2を参照されたい)。本実施形態においても、第1配向部分7および第2配向部分6の面内配向方位は、前述の面内配向方位差を有することを条件として、任意の方向であってもよい。   Then, a superconductor material is laminated on the third buffer layer 4 using PLD, vapor deposition, sputtering, CVD, MBE or MOB, thereby constituting the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6. A superconductor film is formed. In the present embodiment, since the second alignment portion 6 is provided above the second buffer layer composed of a plurality of portions extending along the current supply direction 8, the first alignment portion 7 also has the current supply direction 8. Is divided into a plurality of parts extending along. Therefore, the superconducting film of this embodiment has the same shape as the superconducting film of the first embodiment (see FIG. 2). Also in the present embodiment, the in-plane orientation directions of the first orientation portion 7 and the second orientation portion 6 may be any direction on the condition that the in-plane orientation orientation difference is provided.

本実施形態においても、電流通電方向8に沿って流れる電流は、第1配向部分7および第2配向部分6のab−面内を流れることが可能であるので、その電流密度を向上させることができる。そして、第1配向部分7と第2配向部分6との界面9が、量子化磁束の移動に対する有効なピン止めセンターとして機能し、臨界電流密度Jcを上昇させることを可能とする。   Also in the present embodiment, the current flowing along the current conduction direction 8 can flow in the ab− plane of the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6, so that the current density can be improved. it can. Then, the interface 9 between the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6 functions as an effective pinning center for the movement of the quantized magnetic flux, and can increase the critical current density Jc.

本発明の第3の実施形態の超伝導配線を、図4に示す。図4の超伝導配線は、基板1上に、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分からなる第2バッファ層3と、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分からなる第3バッファ層4と、第3バッファ層4および第2バッファ層3の上に設けられた超伝導膜とを有する。本実施形態は、第3バッファ層4を基板1および第2バッファ層3の全面を覆うように設けるのではなく、第2バッファ層3の2つの隣接する部分の間のみに設けるという点において、第2の実施形態と異なるものである。したがって、本実施形態において、第3バッファ層4は複数の部分から構成され、該部分のそれぞれは第2バッファ層3の2つの隣接する部分に挟持されている。超伝導膜は、第2バッファ層3上の第2の面内配向を有する第2配向部分6と、第3バッファ層4上の第1の面内配向を有する第1配向部分7とで構成される。本実施形態においても、第1の面内配向の配向方位と、第2の面内配向の配向方位との差は、35゜以上45゜以下、好ましくは40゜以上45゜以下であることが望ましい。   The superconducting wiring of the third embodiment of the present invention is shown in FIG. The superconducting wiring of FIG. 4 is formed on the substrate 1 with a second buffer layer 3 consisting of a plurality of parts extending along the current conduction direction 8 and a plurality of parts extending along the current conduction direction 8. It has a third buffer layer 4 and a superconducting film provided on the third buffer layer 4 and the second buffer layer 3. In the present embodiment, the third buffer layer 4 is not provided so as to cover the entire surface of the substrate 1 and the second buffer layer 3, but is provided only between two adjacent portions of the second buffer layer 3. This is different from the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, the third buffer layer 4 is composed of a plurality of portions, and each of the portions is sandwiched between two adjacent portions of the second buffer layer 3. The superconducting film is composed of a second alignment portion 6 having a second in-plane alignment on the second buffer layer 3 and a first alignment portion 7 having a first in-plane alignment on the third buffer layer 4. Is done. Also in this embodiment, the difference between the orientation orientation of the first in-plane orientation and the orientation orientation of the second in-plane orientation is 35 ° or more and 45 ° or less, preferably 40 ° or more and 45 ° or less. desirable.

基板1の材料としては、第2の実施形態と同様に、MgO、R面サファイアおよびA面サファイアを用いることができる。あるいはまた、他の基板(酸化物基板、窒化物基板、半導体基板、純Ni、Ni−Cr、Ni−WなどのNi基合金基板、純Cu、Cu−NiなどのCu基合金基板、またはFe−Si、ステンレスなどのFe基合金基板など)の上にMgO層、R面サファイア層、またはA面サファイア層を積層したものを基板1として用いてもよい。   As a material for the substrate 1, MgO, R-plane sapphire, and A-plane sapphire can be used as in the second embodiment. Alternatively, other substrates (oxide substrates, nitride substrates, semiconductor substrates, Ni-based alloy substrates such as pure Ni, Ni—Cr, and Ni—W, Cu-based alloy substrates such as pure Cu and Cu—Ni, or Fe) The substrate 1 may be a laminate of an MgO layer, an R-plane sapphire layer, or an A-plane sapphire layer on a Fe-based alloy substrate such as Si or stainless steel.

本実施形態の第2バッファ層3は、本実施形態の第2バッファ層3は、第2の実施形態同様に、ペロブスカイト構造を有するBaSnO、BaZrO、SrSnO、SrTiO、SrZrO、BaTiOから形成される。第2バッファ層3は、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分で構成される。第2バッファ層3の2つの隣接する部分は、第3バッファ層4の構成部分により離隔される。第2バッファ層3を構成する複数の部分のそれぞれは、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。それぞれの部分の幅は、通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。さらに、第2バッファ層3の隣接する2つの部分の間隔(すなわち第3バッファ層4を構成する部分のそれぞれの幅に相当する)もまた、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。第2バッファ層の隣接する2つの部分の間隔は、通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。 The second buffer layer 3 of the present embodiment is similar to the second buffer layer of the present embodiment in that the BaSnO 3 , BaZrO 3 , SrSnO 3 , SrTiO 3 , SrZrO 3 , BaTiO having a perovskite structure is the same as the second embodiment. 3 is formed. The second buffer layer 3 is composed of a plurality of portions extending along the current conduction direction 8. Two adjacent portions of the second buffer layer 3 are separated by the constituent portions of the third buffer layer 4. Each of the plurality of portions constituting the second buffer layer 3, it is desirable in the magnetic flux density B of the magnetic field applied is less than the quantization flux lattice constant a f. The width of each part is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm. Further, the interval between two adjacent portions of the second buffer layer 3 (ie, corresponding to the width of each portion constituting the third buffer layer 4) is also the quantized magnetic flux lattice at the magnetic flux density B of the applied magnetic field. It is desirable that the constant af or less. The interval between two adjacent portions of the second buffer layer is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm.

第3バッファ層4は、超伝導膜を形成するLnBaCu等の超伝導体材料との相互拡散を起こすことがなく、その上に形成される超伝導体材料のc−軸を基板面に対して垂直方向に配向させることができ、かつその該超伝導膜材料を第1の面内配向方位に配向させることができる材料から形成される。第3バッファ層4は、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分で構成され、第3バッファ層4の2つの隣接する部分は、第2バッファ層3の構成部分の1つにより離隔される。前述のように、第2バッファ層3を構成する複数の部分のそれぞれの幅および隣接する2つの部分の間隔は、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。それぞれの部分の幅は、通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。第3バッファ層4の隣接する2つの部分の間隔は、通常100nm以下、好ましくは5nm〜50nmであることが望ましい。第3バッファ層4として用いることができる材料は、CeO、ZrO等のような蛍石構造を有する材料、またはGdZr等のようなパイロクロア構造を有する材料を含む。第3バッファ層4が0.4nm以上、好ましくは10nmの膜厚を有することにより、その上に形成される超伝導膜の面内配向を制御することが可能となる。 The third buffer layer 4 does not cause mutual diffusion with the superconductor material such as LnBa 2 Cu 3 O x forming the superconductor film, and the c-axis of the superconductor material formed on the third buffer layer 4 It is formed from a material that can be oriented in a direction perpendicular to the substrate surface and that can be oriented in the first in-plane orientation orientation. The third buffer layer 4 is composed of a plurality of portions extending along the current conducting direction 8, and two adjacent portions of the third buffer layer 4 are separated by one of the constituent portions of the second buffer layer 3. Is done. As mentioned above that the spacing of the respective width and the two adjacent portions of the plurality of portions constituting the second buffer layer 3, the magnetic flux density B of the magnetic field applied is less than the quantization flux lattice constant a f Is desirable. The width of each part is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm. The distance between two adjacent portions of the third buffer layer 4 is usually 100 nm or less, preferably 5 nm to 50 nm. The material that can be used as the third buffer layer 4 includes a material having a fluorite structure such as CeO 2 , ZrO 2 or the like, or a material having a pyrochlore structure such as Gd 2 Zr 2 O 7 or the like. When the third buffer layer 4 has a thickness of 0.4 nm or more, preferably 10 nm, the in-plane orientation of the superconducting film formed thereon can be controlled.

本実施形態において、第2バッファ層3と第3バッファ層4とは、その上に配向される超伝導体の面内配向を、35゜以上45゜以下、好ましくは40゜以上45゜以下の面内配向方位差を有するように制御できる組合せで用いることが重要である。第2バッファ層3/第2バッファ層4の好ましい組合せは、BaSnO/CeO、BaZrO/CeO、SrSnO/CeO、SrTiO/CeO、SrZrO/CeO、BaTiO/ZrOを含む。 In the present embodiment, the second buffer layer 3 and the third buffer layer 4 have an in-plane orientation of the superconductor oriented thereon of 35 ° to 45 °, preferably 40 ° to 45 °. It is important to use a combination that can be controlled so as to have an in-plane orientation difference. Preferred combinations of the second buffer layer 3 / second buffer layer 4 are BaSnO 3 / CeO 2 , BaZrO 3 / CeO 2 , SrSnO 3 / CeO 2 , SrTiO 3 / CeO 2 , SrZrO 3 / CeO 2 , BaTiO 3 / ZrO 3 2 is included.

本実施形態における第2バッファ層3および第3バッファ層4は、例えば以下のように形成することができる。最初に基板1上の全面に第3バッファ層4を形成する。次にフォトレジストを塗布し、所望の形状の第3バッファ層4を与えるように露光、現像を行い、エッチングマスクを形成する。そして、該エッチングマスクを用いて、第3バッファ層4をエッチングし、基板1の表面を露出させる。次に、前述のエッチングマスクをリフトオフレジストとして用いて、第2バッファ層3を形成する。最後に、エッチングマスクおよびその上に形成された第2バッファ層3を除去することによって、それぞれ複数の部分からなり、かつ交互に配列された第2バッファ層3および第3バッファ層4が得られる。適用可能な加工条件が存在するならば、最初に第2バッファ層3を積層し、次に第3バッファ層4をリフトオフしてもよい。ここで、エッチングは、ウェットエッチング、RIE、プラズマエッチングなど当該技術において知られている任意の手段を用いて実施することができる。   The second buffer layer 3 and the third buffer layer 4 in the present embodiment can be formed as follows, for example. First, the third buffer layer 4 is formed on the entire surface of the substrate 1. Next, a photoresist is applied, exposure and development are performed so as to give the third buffer layer 4 having a desired shape, and an etching mask is formed. Then, using the etching mask, the third buffer layer 4 is etched to expose the surface of the substrate 1. Next, the second buffer layer 3 is formed using the above-described etching mask as a lift-off resist. Finally, by removing the etching mask and the second buffer layer 3 formed thereon, the second buffer layer 3 and the third buffer layer 4 each having a plurality of portions and alternately arranged are obtained. . If applicable processing conditions exist, the second buffer layer 3 may be deposited first, and then the third buffer layer 4 may be lifted off. Here, the etching can be performed using any means known in the art, such as wet etching, RIE, and plasma etching.

そして、第2バッファ層3および第3バッファ層4の上に、PLD、蒸着法、スパッタ法、CVD、MBEまたはMOBを用いて超伝導体材料を積層することにより、第1配向部分7および第2配向部分6で構成される超伝導体膜を形成する。本実施形態においては、第2配向部分6が電流通電方向8に沿って延在する複数の部分からなる第2バッファ層3の上方に設けられるため、第1配向部分7もまた、電流通電方向8に沿って延在する複数の部分に分割される。したがって、本実施形態の超伝導膜は、第1の実施形態の超伝導膜と同様の形状を有する(図2を参照されたい)。本実施形態においても、第1配向部分7および第2配向部分6の面内配向方位は、前述の面内配向方位差を有することを条件として、任意の方向であってもよい。   Then, by superposing a superconductor material on the second buffer layer 3 and the third buffer layer 4 by using PLD, vapor deposition method, sputtering method, CVD, MBE or MOB, the first alignment portion 7 and the first buffer portion 3 A superconductor film composed of two oriented portions 6 is formed. In the present embodiment, since the second alignment portion 6 is provided above the second buffer layer 3 composed of a plurality of portions extending along the current supply direction 8, the first alignment portion 7 also has the current supply direction. 8 is divided into a plurality of parts extending along the line 8. Therefore, the superconducting film of this embodiment has the same shape as the superconducting film of the first embodiment (see FIG. 2). Also in the present embodiment, the in-plane orientation directions of the first orientation portion 7 and the second orientation portion 6 may be any direction on the condition that the in-plane orientation orientation difference is provided.

本実施形態においても、電流通電方向8に沿って流れる電流は、第1配向部分7および第2配向部分6のab−面内を流れることが可能であるので、その電流密度を向上させることができる。そして、第1配向部分7と第2配向部分6との界面9が、量子化磁束の移動に対する有効なピン止めセンターとして機能し、臨界電流密度Jcを上昇させることを可能とする。   Also in the present embodiment, the current flowing along the current conduction direction 8 can flow in the ab− plane of the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6, so that the current density can be improved. it can. Then, the interface 9 between the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6 functions as an effective pinning center for the movement of the quantized magnetic flux, and can increase the critical current density Jc.

上記の第1〜第3の実施形態においては、超伝導膜の第2配向部分6が電流通電方向8に連続している例について説明したが、図5に示すように第2配向部分6が不連続であってもよい。この場合には、電流通電方向8において隣接する2つの第2配向部分の間隔が、印加される磁界の磁束密度Bにおける量子化磁束格子定数a以下であることが望ましい。通常の場合には、電流通電方向8において隣接する2つの第2配向部分の間隔は、500nm以下、好ましくは15nm〜300nm、より好ましくは20nm〜200nmであることが望ましい。このような間隔とすることによって、該不連続部分を通して量子化磁束が移動することを防止して、臨界電流密度Jcを向上させることが可能となる。 In the first to third embodiments described above, the example in which the second alignment portion 6 of the superconducting film is continuous in the current conduction direction 8 has been described. However, as shown in FIG. It may be discontinuous. In this case, the distance between the two second alignment portion adjacent the current supply direction 8, it is preferable in the magnetic flux density B of the magnetic field applied is less than the quantization flux lattice constant a f. In a normal case, the distance between two second alignment portions adjacent in the current application direction 8 is 500 nm or less, preferably 15 nm to 300 nm, more preferably 20 nm to 200 nm. By setting such an interval, it is possible to prevent the quantized magnetic flux from moving through the discontinuous portion and improve the critical current density Jc.

なお、このような不連続の第2配向部分6を形成するためには、第1の実施形態においては第1バッファ層2を、所望される不連続形状に相当する形状に形成すればよい。また、第2の実施形態においては第2バッファ層3を、所望される不連続形状に相当する形状に形成すればよい。第3の実施形態においては、最初に積層するバッファ層を、所望される不連続形状に相当する形状に形成すればよい。   In order to form such a discontinuous second alignment portion 6, the first buffer layer 2 may be formed in a shape corresponding to a desired discontinuous shape in the first embodiment. In the second embodiment, the second buffer layer 3 may be formed in a shape corresponding to a desired discontinuous shape. In the third embodiment, the buffer layer to be stacked first may be formed in a shape corresponding to a desired discontinuous shape.

さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、基板1の前面に超伝導膜を形成する例について説明したが、第1配向部分および第2配向部分を有する超伝導膜を基板上の一部分のみに形成して超伝導配線を形成してもよい。さらに、図6に示すように、直角に屈曲した超伝導配線を形成することもできるし、図7に示すように、曲線に屈曲した超伝導配線を形成することもできる。これらの屈曲した配線においても、その超伝導膜が電流通電方向に沿って配列される複数の部分からなる第1および第2配向部分を有するので、臨界電流密度の低下を招くことはない。   Further, in the first to third embodiments, the example in which the superconducting film is formed on the front surface of the substrate 1 has been described. However, the superconducting film having the first alignment portion and the second alignment portion is formed on a part of the substrate. The superconducting wiring may be formed by forming only in the above. Furthermore, as shown in FIG. 6, a superconducting wiring bent at a right angle can be formed, and as shown in FIG. 7, a superconducting wiring bent in a curve can be formed. Even in these bent wirings, the superconducting film has the first and second orientation portions composed of a plurality of portions arranged along the current-carrying direction, so that the critical current density is not lowered.

MgO基板1上に,750℃の温度においてCeOを蒸着させ、膜厚10nmの第1バッファ層2を基板全面に形成した。次にレジストを塗布し、1つの方向に延在する幅100nmの複数の部分からなるパターンを形成した。隣接する2つの部分の間隔は、100nmとした。そして、前述の複数の部分からなるレジストをマスクとしてエッチングを行い、レジストが覆っていない部分の第1バッファ層2を除去した。レジストを除去した後に、700℃の温度において、ErBaCuを蒸着して、膜厚500nmの超伝導膜を形成して、図1に示す超伝導配線を得た。基板1に直接接触して形成された超伝導膜は、基板の格子に沿って蒸着されて第1配向部分7となり、第1バッファ層2の上に位置する超伝導膜は異なる面内配向を有する第2配向部分6となった。第1配向部分7と第2配向部分6との面内配向方位差は45゜であった。 CeO 2 was deposited on the MgO substrate 1 at a temperature of 750 ° C., and a first buffer layer 2 having a thickness of 10 nm was formed on the entire surface of the substrate. Next, a resist was applied to form a pattern composed of a plurality of portions having a width of 100 nm extending in one direction. The interval between two adjacent portions was 100 nm. Then, etching was performed using the resist composed of the plurality of portions as a mask, and the portion of the first buffer layer 2 not covered with the resist was removed. After removing the resist, ErBa 2 Cu 3 O x was vapor-deposited at a temperature of 700 ° C. to form a superconducting film having a thickness of 500 nm, and the superconducting wiring shown in FIG. 1 was obtained. The superconducting film formed in direct contact with the substrate 1 is deposited along the lattice of the substrate to become the first alignment portion 7, and the superconducting film located on the first buffer layer 2 has different in-plane alignment. It became the 2nd orientation part 6 which has. The in-plane alignment azimuth difference between the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6 was 45 °.

R面サファイア基板1上に,750℃の温度においてBaSnOを蒸着させ、膜厚10nmの第2バッファ層3を基板全面に形成した。次にレジストを塗布し、1つの方向に延在する幅100nmの複数の部分からなるパターンを形成した。隣接する2つの部分の間隔は、100nmとした。そして、前述の複数の部分からなるレジストをマスクとしてエッチングを行い、レジストが覆っていない部分の第2バッファ層3を除去した。レジストを除去した後に、750℃の温度においてCeOを蒸着させ、膜厚10nmの第3バッファ層4を基板1および第2バッファ層3を覆うように形成した。次いで、700℃の温度において、ErBaCuを蒸着して、膜厚500nmの超伝導膜を形成して、図2に示す超伝導配線を得た。基板1/第3バッファ層4の積層構造を有する部分に形成された超伝導膜は第1配向部分7となり、基板1/第2バッファ層3/第3バッファ層4の積層構造を有する部分に形成された超伝導膜は、異なる面内配向を有する第2配向部分6となった。第1配向部分7と第2配向部分6との面内配向方位差は45゜であった。 BaSnO 3 was deposited on the R-plane sapphire substrate 1 at a temperature of 750 ° C. to form a second buffer layer 3 having a thickness of 10 nm on the entire surface of the substrate. Next, a resist was applied to form a pattern composed of a plurality of portions having a width of 100 nm extending in one direction. The interval between two adjacent portions was 100 nm. Then, etching was performed using the resist composed of the plurality of portions as a mask, and the second buffer layer 3 in a portion not covered with the resist was removed. After removing the resist, CeO 2 was deposited at a temperature of 750 ° C., and a third buffer layer 4 having a thickness of 10 nm was formed so as to cover the substrate 1 and the second buffer layer 3. Next, ErBa 2 Cu 3 O x was vapor-deposited at a temperature of 700 ° C. to form a superconducting film having a thickness of 500 nm, and the superconducting wiring shown in FIG. 2 was obtained. The superconducting film formed in the portion having the laminated structure of the substrate 1 / third buffer layer 4 becomes the first orientation portion 7, and in the portion having the laminated structure of substrate 1, second buffer layer 3 / third buffer layer 4. The formed superconducting film became the second alignment portion 6 having different in-plane alignment. The in-plane alignment azimuth difference between the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6 was 45 °.

R面サファイア基板1上に,750℃の温度においてCeOを蒸着させ、膜厚10nmの第3バッファ層4を基板全面に形成した。次にレジストを塗布し、1つの方向に延在する幅100nmの複数の部分からなるパターンを形成した。隣接する2つの部分の間隔は、100nmとした。そして、前述の複数の部分からなるレジストをマスクとしてエッチングを行い、レジストが覆っていない部分の第4バッファ層4を除去した。次に、750℃の温度において膜厚10nmのBaSnOを蒸着させた。最後に、レジストおよびレジスト上部に形成されたBaSnO膜を除去して、複数の部分からなる第2バッファ層3を形成した。第2バッファ層3および第3バッファ層4は交互に配列され、それらのそれぞれの部分は100nmの幅を有した。 CeO 2 was deposited on the R-plane sapphire substrate 1 at a temperature of 750 ° C. to form a third buffer layer 4 having a thickness of 10 nm on the entire surface of the substrate. Next, a resist was applied to form a pattern composed of a plurality of portions having a width of 100 nm extending in one direction. The interval between two adjacent portions was 100 nm. Then, etching was performed using the resist composed of the plurality of portions as a mask, and the portion of the fourth buffer layer 4 not covered with the resist was removed. Next, BaSnO 3 having a thickness of 10 nm was deposited at a temperature of 750 ° C. Finally, the resist and the BaSnO 3 film formed on the resist were removed to form a second buffer layer 3 composed of a plurality of portions. The second buffer layer 3 and the third buffer layer 4 were alternately arranged, and their respective portions had a width of 100 nm.

次に、700℃の温度において、ErBaCuを蒸着して、膜厚500nmの超伝導膜を形成して、図3に示す超伝導配線を得た。基板1/第3バッファ層4の積層構造を有する部分に形成された超伝導膜は第1配向部分7となり、基板1/第2バッファ層3の積層構造を有する部分に形成された超伝導膜は異なる面内配向を有する第2配向部分6となった。第1配向部分7と第2配向部分6との面内配向方位差は45゜であった。 Next, ErBa 2 Cu 3 O x was vapor-deposited at a temperature of 700 ° C. to form a 500 nm-thick superconducting film, and the superconducting wiring shown in FIG. 3 was obtained. The superconducting film formed in the portion having the laminated structure of the substrate 1 / third buffer layer 4 becomes the first orientation portion 7, and the superconducting film formed in the portion having the laminated structure of the substrate 1 / second buffer layer 3 Became the second orientation portion 6 having a different in-plane orientation. The in-plane alignment azimuth difference between the first alignment portion 7 and the second alignment portion 6 was 45 °.

本発明の第1の実施形態の超伝導配線を示す斜視断面図である。It is a perspective sectional view showing superconducting wiring of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の超伝導配線を示す上面図である。It is a top view which shows the superconducting wiring of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の超伝導配線を示す斜視断面図である。It is a perspective sectional view showing the superconducting wiring of the 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態の超伝導配線を示す斜視断面図である。It is a perspective sectional view showing superconducting wiring of a 3rd embodiment of the present invention. 不連続の第2配向部分を含む超伝導配線を示す上面図である。It is a top view which shows the superconducting wiring containing a discontinuous 2nd orientation part. 直角に屈曲した超伝導配線を示す上面図である。It is a top view which shows the superconducting wiring bent at right angle. 曲線に沿って屈曲した超伝導配線を示す上面図である。It is a top view which shows the superconducting wiring bent along the curve.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 第1バッファ層
3 第2バッファ層
4 第3バッファ層
6 超伝導膜の第2配向部分
7 超伝導膜の第1配向部分
8 電流通電方向
9 第1配向部分と第2配向部分との界面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st buffer layer 3 2nd buffer layer 4 3rd buffer layer 6 2nd orientation part of superconducting film 7 1st orientation part of superconducting film 8 Current supply direction 9 1st orientation part and 2nd orientation part Interface

Claims (10)

基板と、
基板上に設けられ、LnBaCu(式中、Lnは、Yあるいはランタニド元素の中で左記構造が超伝導体となる元素を表し、6.5<x<7.1である)なる組成を有して電流を流す超伝導膜と
を含み、
前記超伝導膜は、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向を有する第1配向部分と、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向とは異なる第2の面内配向を有する第2配向部分とを有し、
前記第2配向部分は、前記電流の流れる方向に沿って延在する複数の部分から構成され、該複数の部分の側面は前記基板に対して垂直であることを特徴とする超伝導配線。
A substrate,
LnBa 2 Cu 3 O x provided on the substrate (wherein Ln represents an element in which the left structure is a superconductor among Y or lanthanide elements, and 6.5 <x <7.1) A superconducting film that has a composition and allows current to flow,
The superconducting film has a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface and a first orientation portion having a first in-plane orientation, a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface, and the first A second orientation portion having a second in-plane orientation different from the in-plane orientation of
The superconducting wiring, wherein the second orientation portion is composed of a plurality of portions extending along a direction in which the current flows, and side surfaces of the plurality of portions are perpendicular to the substrate.
前記第1配向部分の面内配向方位と前記第2配向部分の面内配向方位との差が35°以上45゜以下であることを特徴とする請求項1に記載の超伝導配線。   2. The superconducting wiring according to claim 1, wherein a difference between an in-plane orientation azimuth of the first orientation portion and an in-plane orientation azimuth of the second orientation portion is not less than 35 ° and not more than 45 °. 前記基板と前記超伝導膜の前記第2配向部分との間に第1バッファ層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の超伝導配線。   The superconducting wiring according to claim 1, wherein a first buffer layer is provided between the substrate and the second orientation portion of the superconducting film. 前記基板がMgO、および他の基板にMgO層を積層したものからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の超伝導配線。   2. The superconducting wiring according to claim 1, wherein the substrate is selected from the group consisting of MgO and another substrate in which an MgO layer is stacked. 基板と、
前記基板上に設けられた複数の部分からなる第2バッファ層と、
前記基板および前記第2バッファ層を覆って設けられた第3バッファ層と
前記第3バッファ層の上に設けられ、LnBaCu(式中、Lnは、Yあるいはランタニド元素の中で左記構造が超伝導体となる元素を表し、6.5<x<7.1である)なる組成を有して電流を流す超伝導膜と
を含み、
前記超伝導膜は、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向を有する第1配向部分と、前記第2バッファ層の上方に位置し、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向とは異なる第2の面内配向を有する第2配向部分とを有し、
前記第2配向部分は、前記電流の流れる方向に沿って延在する複数の部分から構成され、該複数の部分の側面は前記基板に対して垂直であることを特徴とする超伝導配線。
A substrate,
A second buffer layer comprising a plurality of portions provided on the substrate;
A third buffer layer provided over the substrate and the second buffer layer; and provided on the third buffer layer; and LnBa 2 Cu 3 O x (where Ln is Y or a lanthanide element) A superconducting film having a composition in which the structure on the left represents an element that becomes a superconductor and 6.5 <x <7.1.
The superconducting film has a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface and is positioned above the first alignment portion having the first in-plane orientation and the second buffer layer, and the c-axis is located on the substrate surface. And a second orientation portion having a second in-plane orientation different from the first in-plane orientation,
The superconducting wiring, wherein the second orientation portion is composed of a plurality of portions extending along a direction in which the current flows, and side surfaces of the plurality of portions are perpendicular to the substrate.
前記第1配向部分の面内配向方位と前記第2配向部分の面内配向方位との差が35°以上45゜以下であることを特徴とする請求項5に記載の超伝導配線。   6. The superconducting wiring according to claim 5, wherein a difference between an in-plane orientation direction of the first orientation portion and an in-plane orientation direction of the second orientation portion is not less than 35 ° and not more than 45 °. 前記基板がMgO;R面サファイア;A面サファイア;および他の基板にMgO層、R面サファイア層、もしくはA面サファイア層を積層したものからなる群から選択されることを特徴とする請求項5に記載の超伝導配線。   6. The substrate is selected from the group consisting of MgO; R-plane sapphire; A-plane sapphire; and another substrate in which an MgO layer, R-plane sapphire layer, or A-plane sapphire layer is laminated. Superconducting wiring as described in 1. 基板と、
前記基板を覆って設けられた第4バッファ層と
前記第4バッファ層上に設けられた複数の部分からなる第2バッファ層と、
前記第2バッファ層および第4バッファ層の上に設けられ、LnBaCu(式中、Lnは、Yあるいはランタニド元素の中で左記構造が超伝導体となる元素を表し、6.5<x<7.1である)なる組成を有して電流を流す超伝導膜と
を含み、
前記超伝導膜は、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向を有する第1配向部分と、前記第2バッファ層の上方に位置し、c軸が基板表面に垂直に配向しており、かつ第1の面内配向とは異なる第2の面内配向を有する第2配向部分とを有し、
前記第2配向部分は、前記電流の流れる方向に沿って延在する複数の部分から構成され、該複数の部分の側面は前記基板に対して垂直であることを特徴とする超伝導配線。
A substrate,
A fourth buffer layer provided to cover the substrate; a second buffer layer comprising a plurality of portions provided on the fourth buffer layer;
5. Provided on the second buffer layer and the fourth buffer layer, and LnBa 2 Cu 3 O x (wherein Ln represents an element of which Y or lanthanide element has the left structure as a superconductor; 5 <x <7.1), and a superconducting film that allows current to flow therethrough,
The superconducting film has a c-axis oriented perpendicular to the substrate surface and is positioned above the first alignment portion having the first in-plane orientation and the second buffer layer, and the c-axis is located on the substrate surface. And a second orientation portion having a second in-plane orientation different from the first in-plane orientation,
The superconducting wiring, wherein the second orientation portion is composed of a plurality of portions extending along a direction in which the current flows, and side surfaces of the plurality of portions are perpendicular to the substrate.
前記第1配向部分の面内配向方位と前記第2配向部分の面内配向方位との差が35°以上45゜以下であることを特徴とする請求項8に記載の超伝導配線。   The superconducting wiring according to claim 8, wherein a difference between an in-plane orientation direction of the first orientation portion and an in-plane orientation direction of the second orientation portion is not less than 35 ° and not more than 45 °. 前記基板がMgO;R面サファイア;A面サファイア;および他の基板にMgO層、R面サファイア層、もしくはA面サファイア層を積層したものからなる群から選択されることを特徴とする請求項8に記載の超伝導配線。
9. The substrate is selected from the group consisting of MgO; R-plane sapphire; A-plane sapphire; and another substrate in which an MgO layer, R-plane sapphire layer, or A-plane sapphire layer is laminated. Superconducting wiring as described in 1.
JP2003308021A 2003-08-29 2003-08-29 In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis Expired - Fee Related JP4523249B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003308021A JP4523249B2 (en) 2003-08-29 2003-08-29 In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003308021A JP4523249B2 (en) 2003-08-29 2003-08-29 In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005079351A JP2005079351A (en) 2005-03-24
JP4523249B2 true JP4523249B2 (en) 2010-08-11

Family

ID=34410609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003308021A Expired - Fee Related JP4523249B2 (en) 2003-08-29 2003-08-29 In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4523249B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7365271B2 (en) * 2003-12-31 2008-04-29 Superpower, Inc. Superconducting articles, and methods for forming and using same
JP5017161B2 (en) * 2008-03-27 2012-09-05 株式会社東芝 Oxide superconductor
US20090298697A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Superpower, Inc. Multifilamentary superconducting articles and methods of forming thereof
JP5622778B2 (en) * 2012-03-23 2014-11-12 株式会社東芝 Oxide superconductor and oriented oxide thin film
JP5763251B2 (en) * 2014-08-12 2015-08-12 株式会社東芝 Manufacturing method of oxide superconductor
JP6201080B1 (en) * 2015-11-06 2017-09-20 株式会社フジクラ Oxide superconducting wire
JP2018041715A (en) * 2016-08-31 2018-03-15 株式会社東芝 Superconducting coil and superconducting device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04154604A (en) * 1990-10-15 1992-05-27 Fujikura Ltd Oxide superconductor and method and device for preparing the same
JPH0513831A (en) * 1991-07-08 1993-01-22 Toshiba Corp Superconducting element

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04154604A (en) * 1990-10-15 1992-05-27 Fujikura Ltd Oxide superconductor and method and device for preparing the same
JPH0513831A (en) * 1991-07-08 1993-01-22 Toshiba Corp Superconducting element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005079351A (en) 2005-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jha et al. Superconductive RE BCO thin films and their nanocomposites: The role of rare-Earth oxides in promoting sustainable energy
JP4495426B2 (en) Superconducting film and manufacturing method thereof
JP2907832B2 (en) Superconducting device and manufacturing method thereof
US5831278A (en) Three-terminal devices with wide Josephson junctions and asymmetric control lines
US5206213A (en) Method of preparing oriented, polycrystalline superconducting ceramic oxides
JP3278638B2 (en) High-temperature superconducting Josephson junction and method of manufacturing the same
JPH05160449A (en) Josephson junction structure
JP4523249B2 (en) In-plane rotating high critical current superconducting wiring of crystal axis
US7902119B2 (en) Porous ceramic high temperature superconductors and method of making same
Hühne et al. Preparation of buffer layer architectures for YBa2Cu3O7− x coated conductors based on surface oxidized Ni tapes
Katsuno et al. Characteristics of interface-engineered Josephson junctions using a YbBa 2 Cu 3 O y counterelectrode layer
US10158061B2 (en) Integrated superconductor device and method of fabrication
US5229360A (en) Method for forming a multilayer superconducting circuit
JP2523647B2 (en) Metal oxide superconducting thin film
US20080146449A1 (en) Electrical device and method of manufacturing same
JP4559720B2 (en) Oxide superconducting thin film and manufacturing method thereof
EP0422641B1 (en) Superconductor device
JP4571789B2 (en) High critical current superconducting element
Maruyama et al. Study on fabrication conditions of the interface-treated trilayer junctions
JP5054463B2 (en) Josephson junction element, formation method thereof, and superconducting junction circuit
JP2931779B2 (en) Superconducting element
WO2006025252A1 (en) Superconductive thin film, process for production thereof, superconductive wire rod utilizing the same and superconducting device
JP2708675B2 (en) Method of manufacturing superconducting thin film interlayer wiring
JPH06196762A (en) Oxide superconductor junction and formation thereof
JPH04284632A (en) Formation of superconductor line

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031217

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20040303

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040303

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20040609

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060720

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070830

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: 20100521

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100527

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees