JP6587839B2

JP6587839B2 - 酸化物超電導線材の製造方法

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Publication number: JP6587839B2
Application number: JP2015119416A
Authority: JP
Inventors: 高橋　保夫; 保夫高橋; 勉小泉
Original assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: JP2017004847A

Description

本発明は、酸化物超電導線材の製造方法に関し、特に、基板と超電導層との間に形成される中間層として少なくともＭｇＯ層を有する酸化物超電導線材の製造方法に関する。

酸化物超電導体は、その臨界温度（Ｔｃ）が液体窒素温度（７７Ｋ）を超えることから超電導マグネット、超電導ケーブル、電力機器及びデバイス等への応用が期待されており、多くの研究結果が報告されている。酸化物超電導体を上記の分野に適用するためには、臨界電流密度（Ｊｃ）が高く、かつ高い臨界電流（Ｉｃで示し、Ｊｃとともに超電導特性を意味する）を有する長尺の線材を製造する必要がある。一方、長尺の線材を得るためには、強度及び可撓性の観点から金属テープ上に酸化物超電導体を形成する必要がある。また、Ｎｂ_３ＳｎやＮｂ_３Ａｌ等の金属系超電導体と同等に実用レベルで使用可能とするためには、Ｉｃが５００Ａ／ｃｍ（７７Ｋ、自己磁界中）程度の値が必要である。

これら条件を満たす酸化物超電導体を備える線材として、ＲＥＢａ_ｙＣｕ_３Ｏ_ｚ系（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ及びＨｏから選択された１種以上の元素を示し、ｙ≦２及びｚ＝６．２〜７であり、以下、「ＲＥ系」とも称する）の酸化物超電導線材が知られている。

この酸化物超電導線材（以下、「超電導線材」とも称する）では、超電導体の結晶が２軸配向しているため、周知のビスマス系の銀シース線材に比べて臨界電流（Ｉｃ）が高く、液体窒素温度での磁場特性に優れている。これにより、ＲＥ系超電導線材は、現在、液体ヘリウム温度近傍の低温で使用されている超電導機器に適用して、高温状態で使用できる利点を有する。

ＲＥ系超電導線材の作製には、結晶配向性の高い基材上に結晶配向性の良好な酸化物超電導層を形成する必要がある。これは、ＲＥ系の酸化物超電導体の結晶が、その結晶軸のａ軸とｂ軸方向には電気を流しやすいが、ｃ軸方向には電気を流し難いという電気的異方性を有していることに起因する。すなわち、基材上に酸化物超電導層を形成する場合には、電気を流す方向にａ軸或いはｂ軸を配向させてｃ軸をその他の方向に配向させる必要がある。従って、酸化物超電導層を成膜する下地となる基材においても、その結晶配向性を良好にする必要がある。

このようなＲＥ系超電導線材に用いる基材として、テープ状の金属基材上に、複合照射法と呼ばれるＩＢＡＤ（Ion Beam Assisted Deposition：イオンビームアシスト）法によって中間層を形成した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＩＢＡＤ法により形成される中間層は、熱膨張率や格子定数等の物理的な特性値が金属テープと酸化物超電導層との中間的な値を示す材料、例えば、ＭｇＯ、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニウム）、ＳｒＴｉＯ_３等によって構成されている。このような中間層は、金属テープと酸化物超電導層との物理的特性の差を緩和するバッファー層として機能する。また、ＩＢＡＤ法によって成膜されることにより、中間層の結晶は高い結晶配向性を有している。この中間層の結晶格子をテンプレートとして用いることによって、その上方に配置される酸化物超電導層の結晶の面内配向度と方位を向上させることが行われている。なお、面内配向度の向上は、結晶配向度を表す指標である面内方向の結晶軸分散の半値幅ΔΦ（ＦＷＨＭ：半値全幅）の値を小さくすることと同じである。

例えば、ＭｇＯにより構成される中間層（「ＭｇＯ層」という）は、立方晶系の結晶構造を有する微細な結晶粒が、多数、結晶粒界を介し接合一体化されて構成される。ＭｇＯ層では各結晶粒の結晶軸のｃ軸は基材の上面（成膜面）に対し直角に向けられ、各結晶粒の結晶軸のａ軸同士及びｂ軸同士は、互いに同一方向に向けられて面内配向されている。なお、各結晶粒のａ軸同士或いはｂ軸同士は、それらのなす角（粒界傾角）を３０度以内にして接合一体化されるとよい。このようにＭｇＯ層の結晶面内配向性が高ければ高い程、このＭｇＯ層の上層として成膜されるＣｅＯ_２層の配向性も高くなり、このＣｅＯ_２層を下地層とする超電導層も高い結晶配向性となる。超電導層の結晶面内配向性が高ければ、臨界電流（Ｉｃ）、臨界磁場、臨界温度等の超電導特性が優れた酸化物超電導線材を作製できる。

例えば、特許文献２には、基材の表面に、イオンビームアシストスパッタ法により、背圧を変えて４回対称ＭｇＯ膜を成膜したり、３回対称ＭｇＯを成膜したりすることで優れた配向性を示すＭｇＯ層を形成する技術が開示されている。特許文献２においてＭｇＯ層が形成される基材の表面は、Ｙ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｐｒ_６Ｏ_１１、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｔｂ_４Ｏ_７、Ｔｍ_２Ｏ_３や、これらと金属酸化物ＭＯ_２（Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、又はＨｆを示す。）との混合物等により構成される。また、この特許文献２には、イオンビームアシストスパッタ法によりＭｇＯ膜を形成する際に、真空チャンバ内において、加熱ヒータを作動させて、基材ホルダに載置された基材を加熱して、下限の温度は限定せずに３０℃以下の温度にする技術が開示されている。

特開２００４−７１３５９号公報特開２０１１−１３７１９９号公報

これら従来の技術で示すように、酸化物超電導線材の超電導特性を向上するために、超電導層が形成される中間層において、より優れた配向性を有するＭｇＯ層を形成して、その上層として形成され、且つ超電導層の下地層となるＣｅＯ_２層を高配向にすることが望まれている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、中間層として、配向性の優れたＭｇＯ層を形成して、その上層のＣｅＯ_２層の高配向性を実現して、優れた超電導特性を有する超電導線材を好適に製造する酸化物超電導線材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の酸化物超電導線材の製造方法の一つの態様は、基板上に少なくともＬａＭｎＯ_３層を表面に有する基材の前記表面にイオンビームアシスト法により成膜したＭｇＯ層を形成する第１工程と、前記ＭｇＯ層が形成された基材に、前記ＭｇＯ層の上層として少なくともＣｅＯ_２層及びＲＥＢａＣｕＯ超電導層（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂから選択された１種以上の元素を示す）を形成する第２工程とを有し、前記第１工程では、前記基材の表面の前記ＬａＭｎＯ_３層への前記ＭｇＯ層の成膜時に、前記基材を５℃以上４０℃以下の設定温度で冷却するようにした。

本発明によれば、中間層として、配向性の優れたＭｇＯ層を形成できるので、その上層のＣｅＯ_２層の高配向性を実現して、優れた超電導特性を有する超電導線材を好適に製造できる。

本発明に係る一実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法を適用して製造される酸化物超電導線材の構造を示す概略構成図本発明の一実施の形態に係る超電導線材の製造方法の説明に供するフローチャート本発明の一実施の形態に係る超電導線材の製造方法におけるＭｇＯ層形成装置の一例を模式的に示す概略構成図ＭｇＯ形成装置の冷却機構部を模式的に示す成膜部の平面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の発明者らは、先ず、酸化物超電導線材における中間層として、ＭｇＯ層の配向性を向上させるべく、ＭｇＯ層が形成される下地層（配向制御層）として様々な材料による層を検討した。そして、ＭｇＯ層の下地層を、ＬａＭｎＯ_３（酸化ランタンマンガン）層にすれば、そのＬａＭｎＯ_３層上には、より配向性の優れたＭｇＯ層を形成でき、ＭｇＯ層の上層として形成されるＣｅＯ_２層が高配向性を有することを見出した。

また、発明者らは、この構成において、ＭｇＯ層の配向性を一層高めるために、特許文献２を参照して、加熱ヒータを作動させて、基材ホルダに載置され、且つ、ＬａＭｎＯ_３層が形成された基材を加熱してＭｇＯ層を形成したところ、形成されたＭｇＯ層及びＣｅＯ_２層の配向性が落ちる場合があった。そして、この原因は、ＭｇＯ層の下地層がＬａＭｎＯ_３層である場合、所定温度範囲外であると成膜されるＭｇＯ層及びＣｅＯ_２層の配向性の劣化が現れることが判った。そこで、発明者らは、酸化物超電導線材の製造方法において、基材のＬａＭｎＯ_３層上にＭｇＯ層を形成する際に、所定温度範囲内の温度になるように基材を冷却することで、優れた所望の配向性を有するＭｇＯ層を形成できることを見出した。

まず、本実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法で製造する酸化物超電導線材の一例について説明する。

＜酸化物超電導線材＞
図１は、本発明に係る一実施の形態の酸化物超電導線材の製造方法で製造される酸化物超電導線材の要部構成を示すテープの軸方向に垂直な断面を示す概略図である。

酸化物超電導線材（以下、「超電導線材」という）１は、例えば、テープ状の金属基板１０上に、中間層（ここでは複数の層２１〜２５）、酸化物超電導層（以下、「超電導層」と称する）３０、安定化層４０を順に積層して形成される。また、金属基板１０から安定化層まで積層した積層体の周囲は、銅保護層（図示省略）で被覆される。これにより、超電導線材１は、テープ状をなしており、可撓性を有する。

金属基板１０は、強度及び耐熱性に優れた、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｇ等の金属又はこれらの合金を用いることができる。例えば、金属基板１０として、Ｎｉ又はＮｉに、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ及びＭｎから選択された一種類以上の添加元素を含むＮｉ基合金が用いられる。また、金属基板１０を、強圧延加工後の金属基板とすると、Ｎｉ基合金とステンレス鋼、ハステロイ（登録商標）、インコネル（登録商標）、ニクロムから選択されたいずれか１種の耐熱金属を積層させた複合基板を用いることもできる。具体的には、金属基板１０は、Ｎｉ−Ｃｒ系（具体的には、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｍｏ系のハステロイ（登録商標）Ｂ、Ｃ、Ｘ等）、Ｗ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ系（例えば、オーステナイト系ステンレス）、又は、Ｆｅ−Ｎｉ系（例えば、非磁性の組成系のもの）等の材料に代表される低磁性の結晶粒無配向・耐熱高強度金属基板にすることが望ましい。金属基板１０の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以下である。

中間層は、例えば金属基板１０からの元素の拡散が超電導層３０に及ぶのを防止するための中間層（拡散防止層）と、超電導層３０の結晶を一定の方向に配向させるために拡散防止層上に形成される中間層（配向層）、配向層の配向性を得るために機能する中間層（配向制御層或いはベッド層）、真上に形成される超電導層の配向性を制御する機能と、超電導層を構成する元素の下層への拡散防止や超電導層と下層との反応を抑制するキャップ層等のように複数の中間層を有する。中間層は、１層以上の何層で構成されてもよい。本実施の形態では、中間層は、金属基板１０上に、第１中間層２１〜第５中間層２５を順に積層して構成される。

第１中間層２１は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層、ガリウムドープ酸化亜鉛（Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７：ＧＺＯ）層、或いはイットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）層等であり、スパッタリング法を用いて形成される。
第２中間層２２は、ＬａＭｎＯ_３層であり、スパッタリング法を用いて形成される。本実施の形態では、第１中間層２１が拡散防止層とも称してもよく、第２中間層２２が配向制御層或いはベッド層と称してもよい。第３中間層２３は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層であり、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ：Ion Beam Assisted Deposition）によりＬａＭｎＯ_３層である第２中間層２２上に成膜される。第３中間層２３は、配向層とも称してもよい。

第４中間層２４は、酸化ランタンマンガン（ＬａＭｎＯ_３）層等であり、スパッタリング法（ＰＬＤ法でもよい）により第３中間層２３上に成膜される。また、第５中間層２５は、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）層であり、超電導層３０の下地層である。第５中間層２５であるＣｅＯ_２層は、第４中間層２４上に成膜される。第５中間層２５は、キャップ層とも称する。なお、本実施の形態の中間層を第１中間層から第４中間層の４層で形成したが、ＭｇＯ層（ここでは第３中間層２３）ＬａＭｎＯ_３層上に成膜されるＭｇＯ層を含み、ＭｇＯ層上にＣｅＯ_２層（本実施の形態では第５中間層）を有する層構造とすれば、どのように形成されてもよい。また、中間層を構成する各層（１〜５層）の厚みは、例えば、約１０００［ｎｍ］である。

超電導層３０は、例えばＲＥＢａ_ｙＣｕ_３Ｏ_ｚ系超電導体（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂから選択される１又は２種以上の希土類元素であり、ｙ≦２及びｚ＝６．２〜７）等の酸化物超電導体で構成される。このＲＥ系超電導体としては、ＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_７で表されるイットリウム系超電導体が代表的である。超電導層３０の成膜には、有機金属体積法（ＭＯＤ：Metal-organic deposition）、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ：Pulsed Laser Deposition）、スパッタ法、又は有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）を適用できる。

超電導層３０は、ここでは、ＭＯＤ法を用いて形成される。ＭＯＤ法は、有機金属化合物を原料として、アモルファス状の活性な前駆体を基板表面に形成し、これを熱処理し結晶化することにより超電導層を成膜するものである。このＭＯＤ法は、非真空中でも長尺の基材に連続的に酸化物超電導層を形成できるので、ＰＬＤ法やＣＶＤ法等の気相法よりも、プロセスが簡単で低コスト化が可能である。

なお、超電導層３０には、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂのうち少なくとも１つを含む５０［ｎｍ］以下の酸化物粒子が磁束ピンニング点として分散していることが好ましい。この場合、超電導層３０の成膜法としては、三フッ化酢酸塩（ＴＦＡ）を用いたＴＦＡ−ＭＯＤ（Trifluoroacetates-Metal Organic Deposition）法が好適である。例えば、ＴＦＡを含むバリウム（Ｂａ）溶液中に、Ｂａと親和性の高いジルコニウム（Ｚｒ）含有ナフテン酸塩等を混合することにより、ＲＥ系超電導体からなる超電導層３０に、Ｚｒを含む酸化物粒子（ＢａＺｒＯ_３）を磁束ピンニング点として分散させることができる。なお、超電導層３０中に磁束ピンニング点を分散する手法は、公知の技術を適用することができる（例えば特開２０１２−０５９４６８号公報）。超電導層３０中に磁束ピンニング点を分散させることにより、超電導線材１が湾曲した状態で用いられても、磁場の影響を受けにくく、安定した超電導特性が発揮される。

安定化層４０は、超電導層３０の直上に形成され、主に水分等から超電導層３０を保護するとともに、超電導状態が部分的に破れて抵抗が発生（常電導転移）した場合に電流を迂回させる。安定化層４０は、電気抵抗率が低く、熱伝導率の高い材料で構成されるのが好ましく、銀（Ａｇ）、あるいは銀の合金で構成される。安定化層４０の成膜には、例えばスパッタリング法を適用できる。安定化層４０の厚みはここでは１〜３０［μｍ］である。

金属基板１０から銀安定化層まで積層した積層体の周囲を被覆する銅保護層（図示省略）は、銀（Ａｇ）を用いるよりもコスト低廉化を図ることができる。銅保護層は、例えば、メッキ法の電気メッキ法を用いて、安定化層４０上に成膜されるように形成される。

＜本実施の形態に係る超電導線材の製造方法の概要＞
図２は、本発明の一実施の形態に係る超電導線材の製造方法の説明に供するフローチャートである。

図２に示すように、超電導線材１（図１参照）の製造方法は、ステップＳ１では、金属基板１０上に、中間層を形成する。本実施の形態では、中間層は複数層で形成されるので、まず、金属基板１０上に、スパッタリング法で第１中間層（例えばＡｌ_２Ｏ_３層）２１及び第２中間層２２（ＬａＭｎＯ_３層）２２を順に成膜し、第２中間層２２であるＬａＭｎＯ_３層上にＩＢＡＤ（Ion Beam Assisted Deposition）法により第３中間層２３であるＭｇＯ層を成膜する。次いで、ＭｇＯ層上に、スパッタリング法により第４中間層２４（例えば、ＬａＭｎＯ_３層）を形成し、ＬａＭｎＯ_３層上に、スパッタリング法により第５中間層２５（例えば、ＣｅＯ_２層）を成膜する。これら各層を順に成膜することで中間層を形成する。

ステップＳ２では、テープ状の金属基板１０に形成した中間層上に、ＭＯＤ法により超電導層３０を形成する。ＭＯＤ法では、先ず、金属基板１０上に中間層を成膜してなるテープ材を、超電導原料溶液（有機金属塩を有機溶媒に溶解させたもの）に浸して、引き上げること（いわゆるディップコート法）により、テープ材の表面、つまり中間層の表面に超電導原料溶液を付着させて、仮焼成炉内で、仮焼成する。そして、これらの処理（ディップコートと仮焼成）を適宜繰り返すことで、テープ材に超電導前駆体を形成する。次いで、本焼成炉内で、テープ材上の超電導前駆体に対して本焼成を行うことにより、酸化物超電導層（超電導層３０）を形成する。なお、これらディップコート、仮焼成、本焼成等の各処理は、各処理を施す機器（例えば、超電導原料溶液を貯留した容器、仮焼成炉、本焼成炉）内を、送り出しリールから巻き取りリールに送られるテープ材を通過させることで行うことが望ましい。ステップＳ３では、超電導層３０上にスパッタリング法により安定化層４０を形成する。次いで、超電導層３０及び安定化層４０を順に積層されたテープ材上に、電気メッキ法等により銅保護層を形成して、超電導線材１が製造される。

このように超電導線材を製造する際に、図２のステップＳ１における中間層を形成する工程において、上述したように、ＭｇＯ層である第３中間層２３の結晶面内配向性が高ければ高い程、このＭｇＯ層の上層として形成されるＣｅＯ_２層（第５中間層２５）も高い結晶配向性を有し、ひいては、ＣｅＯ_２層（第５中間層２５）を下地層とする超電導層３０の配向性が向上する。

ステップＳ１の中間層形成工程におけるＭｇＯ層（第３中間層２３）の生成について詳細に説明する。

まず、金属基板１０に第１中間層２１及び第２中間層２２を順に形成する。第１中間層２１は、例えばＡｌ_２Ｏ_３層であり、このＡｌ_２Ｏ_３層上に、第２中間層２２として、例えば、スパッタ法によりＬａＭｎＯ_３層を形成する。

次いで、金属基板１０上の第１中間層（Ａｌ_２Ｏ_３層）２１上に形成されたＬａＭｎＯ_３層（第２中間層２２）上に接して、ＩＢＡＤ法によってＭｇＯ層（第３中間層２３）を形成する。

ここで、ＭｇＯ層を形成するＭｇＯ形成装置の一例と、この形成装置を用いたＩＢＡＤ法によりＭｇＯ層を形成する方法について説明する。

図３は、本発明の一実施の形態に係る超電導線材の製造方法におけるＭｇＯ層形成装置の一例を模式的に示す概略構成図である。

ＭｇＯ形成装置６０は、成膜部６１と、ターゲット６３と、ターゲットホルダ６４と、スパッタ部６５と、真空チャンバ６６と、イオンガン６７とを有する。

成膜部６１は、金属基板１０上に第１中間層（拡散防止層として機能）２１と第２中間層（ベッド層として機能）２２が順次成膜されて形成された基材５０の表面、つまり、ＬａＭｎＯ_３層上にＭｇＯ膜を成膜してＭｇＯ層を形成する。

なお、基材５０は、長尺のテープ状金属基板であるので、ここでは、真空チャンバ６６内で成膜部を挟む位置、若しくは真空チャンバ６６外で真空チャンバ６６を挟む位置に、基材の送り出し装置（例えば、送り出しリール）と、巻き取り装置（例えば巻き取りリール）とを備えることが好ましい。送り出し装置から連続的に成膜部６１の基材ホルダ６１２に送り出し、続いて巻き取り装置で巻き取ることで、基材ホルダ６１２の表面で、基材５０の表面（成膜面）にＭｇＯ層である第３中間層２３が形成される。

成膜部６１は、基材５０を保持する基材ホルダ６１２と、基材ホルダ６１２に保持される基材５０を冷却する冷却機構部６１４とを有する。

基材ホルダ６１２は、ＭｇＯ形成装置６０、具体的に真空チャンバ６６内に搬入される基材５０を表面で保持する。ここでは、基材５０は基材ホルダ６１２の表面上を走行するように構成される。また、基材ホルダ６１２が保持する基材５０は、冷却機構部６１４により所定の温度となるように冷却される。

冷却機構部６１４は、基材ホルダ６１２を所定の温度で冷却することで基材５０を所定の温度で冷却する。

図４は、ＭｇＯ形成装置６０の冷却機構部６１４を模式的に示す成膜部６１の平面図である。図４に示すように、冷却機構部６１４は、基材ホルダ６１２内に、基材５０と接触する表面全面に亘って配置され、内部に冷却水が流され、且つ、熱伝導材料から構成される配管である。ここでは一端部を基材５０の走行方向と直交する一側方側に配置し、中央部分を基材ホルダ６１２の全面に亘るように蛇行して配置し、他端部を基材５０の走行方向と直交する他側方側に配置している。

冷却機構部６１４の配管では、一端部から内部に冷却水を流すことで、成膜部６１において、基材５０が走行する基材ホルダ６１２の表面を全面に亘って冷却しつつ他端部側から排出される。冷却機構部６１４である配管の一端部と他端部は、図示しない冷却水供給装置に接続されており、他端部から排出された冷却後の冷却水を再び冷却して、一端部に流す。なお、成膜部６１は、基材ホルダ６１２の温度を計測する温度センサを有しており、ＭｇＯ形成装置６０は、図示しない制御部により、温度センサで検出する温度を監視しつつ、所定の範囲（後述する０℃以上４０℃以下）内の温度となるように冷却機構部６１４である配管に流す冷却水を制御する。また、成膜部６１は、基材ホルダ６１２の水平角度を調整できる角度調整部（図示省略）を有する。

ターゲット６３は、ここでは、Ｍｇ（ＭｇＯでもよい）を構成粒子として有しており、必要に応じて成膜雰囲気中に酸素ガスを供給して成膜する。ターゲット６３は、基材ホルダ６１２において基材５０を保持する面の斜め上方に所定間隔をもって対向配置される。

ターゲットホルダ６４は、ターゲット６３を保持するとともに、保持するターゲット６３に電圧を印加してスパッタリングが可能となっている。

スパッタ部６５はターゲット６３の構成粒子を叩き出し可能である。ここでは、スパッタ部６５は、ターゲットホルダ６４及び成膜部６１の基材ホルダ６１２に電気的に接続されており、ターゲットホルダ６４を介して、ターゲット６３に高周波電圧を印加してターゲット６３の構成粒子を叩き出す、つまり、スパッタリングを行う。

例えば、スパッタ部６５は、高周波電源と整合器、スイッチ等を有する。高周波電源は、スイッチオンにより、インピーダンスの調整を行う整合器を介してターゲット６３（詳細にはターゲット保持部）に、正負両極性成分を有する高周波電圧を、印加する。なお、この高周波電源は、ターゲット６３から供給材料をスパッタリングによって叩き出すことが可能な周波数範囲の高周波電圧を発生する電源であり、接地電圧に対して正負両方の成分を有する高周波電圧を供給する。スパッタ部６５は、所謂ＲＦスパッタ法によりターゲット６３から基材５０のＬａＭｎＯ_３層上（成膜面）にＭｇＯを供給しているが、これに限らず、ターゲット６３にイオンビームを照射するイオンビームスパッタ法を適用しても良い。また、電子ビーム蒸着法、ＰＬＤ法（パルスレーザ蒸着法）、ＣＶＤ法（化学気相成長法）等の方法を適用して、基材５０の表面にＭｇＯを供給する構成のスパッタ部６５としてもよい。

真空チャンバ６６は、内部のＭｇＯ形成空間と外部とを気密的に仕切る室であり、ＭｇＯ形成空間内で基材５０の周囲を、真空雰囲気に保持する。なお、真空チャンバには、ガスボンベ等の雰囲気ガス供給装置が接続されており、ＭｇＯ形成空間を真空等の低圧状態で、且つ、アルゴンガスあるいはその他の不活性ガス雰囲気にしたり、低圧状態で、且つ、酸素を含む不活性ガス雰囲気にしたりできる。また、この真空チャンバには、ＭｇＯ形成空間のガスを排気する真空ポンプ等のガス排気部が接続されている。ＭｇＯ形成装置６０は、図示しない制御部により、ガス供給部とガス排出部の動作を制御して、真空チャンバ内の圧力を制御する。

イオンガン６７は、ガスの原子または分子の一部をイオン化してイオンビームとして、基材５０の表面（ＬａＭｎＯ_３層）に照射する装置である。

イオンガン６７は、基材ホルダ６１２において基材５０を保持する面の斜め上方に所定間隔をもって対向され、かつ、ターゲット６３と離間して配置される。

なお、成膜部６１が備える角度調整部は、イオンガン６７に取り付けることによって、イオンガン６７の傾斜角度を調整してイオンの照射角度が調製されるようにしてもよい。
このイオンガン６７の構成は周知の構成である。例えば、イオンガン６７は、フィラメントを有する本体容器内に、本体に接続されたＡｒガス等を導入する導入管を介してイオン化させるガスを導入し、本体容器の正面に備える引き出し電極を介してイオンをビーム状（黒矢印で示す）に照射する。

イオンガン６７は、その中心軸Ｃを基材５０の上面（第２中間層２２であるＬａＭｎＯ_３層の上面；成膜面）に対して傾斜角度θ（３０〜６０ｄｅｇ．が好ましいが、ここでは４５ｄｅｇ．）で傾斜して対向する。つまり、イオンガン６７は基材５０のＬａＭｎＯ_３層の上面に対して傾斜角θでイオン照射できる位置に配設されている。なお、イオンガン６７によって基材５０に照射されるイオンは、Ｈｅ^＋、Ｎｅ^＋、Ａｒ^＋、Ｘｅ^＋、Ｋｒ^＋等の希ガスのイオン、あるいは、それらと酸素イオンの混合イオン等で良いが、ここではＡｒ^＋を使用する。

このＭｇＯ形成装置６０では、ＩＢＡＤ法を用いて、成膜部６１の基材ホルダ６１２の表面で基材５０の表面（ＬａＭｎＯ_３層）を成膜して、基材５０の表面に第３中間層２３であるＭｇＯ層形成する。

まず、図３に示すＭｇＯ形成装置６０の真空チャンバ６６内に、送り出し装置から送り出された長尺の基材５０が導入されて、成膜部６１の基材ホルダ６１２に、基材５０の表面であるＬａＭｎＯ_３層を表面（成膜面）となるようにセットする。

次いで、ターゲットホルダ６４にターゲット６３としてＭｇＯをセットするとともに、イオンガン６７から基材５０の表面（ＬａＭｎＯ_３層）に照射できるようにする。ここででは、イオンガン６７から照射されるイオンを基材５０の表面（ＬａＭｎＯ_３層）に照射できるようにする。

次いで、真空チャンバ６６内をガス排出部（図示省略）により所定の圧力に調整する。また、ＭｇＯ層形成装置６０は、真空チャンバ６６に接続されたガス供給部（図示省略）により、真空チャンバ内にＡｒガス等の不活性ガスや雰囲気ガスを導入して、真空チャンバ６６内の圧力を所定の圧力となるように制御する。

ところで、ＩＢＡＤ法により成膜されたＭｇＯ層は、５ｎｍ程度の薄膜で良好な配向膜が得られるが、膜厚や温度等の制御が困難であり、特にＭｇＯ層の配向は成膜温度への依存性が高いことが知られている。具体的には、成膜するための設定温度が４０℃以下であれば良好な配向を得ることができるが、ＩＢＡＤ法では、成膜時にＭｇＯ膜の積層とイオンビームによるエッチングが同時に行われるので、基材５０、成膜部６１（具体的には基材ホルダ６１２）が加熱され、設定温度を維持することが難しく安定した配向を有する長尺のＭｇＯ層を有する中間層を形成することが困難である。また、ＭｇＯ層の成膜時の基材５０の設定温度が、５℃未満であると、ＬａＭｎＯ_３層に成膜されるＭｇＯ膜の配向が乱れ、形成されるＭｇＯ層の配向も乱れることが判った。

特に、ＭｇＯ層の真下がＬａＭｎＯ_３層である場合、ＭｇＯ成膜時の配向性の制御は、他の層と比較して、更に困難である。

これに対し、本実施の形態では、ＭｇＯ層形成装置６０が、ＩＢＡＤ法によりＭｇＯ層を形成する際に、成膜部６１内部の冷却機構部６１４を用いて基材ホルダ６１２を介して基材５０（ＬａＭｎＯ_３層）を冷却する。ＭｇＯ形成装置６０は、成膜部６１において、基材５０（ＬａＭｎＯ_３層）の温度を、５℃以上４０℃以下の範囲内の設定温度にて冷却する。より好ましくは、基材５０（ＬａＭｎＯ_３層）の温度を、１５℃以上４０℃以下の範囲の設定温度にて冷却する。この範囲設定は、ＭｇＯ層の成膜時の基材５０の設定温度が、４０℃を超えると、ＬａＭｎＯ_３層に成膜されるＭｇＯ膜の配向が乱れ、形成されるＭｇＯ層の配向も乱れる虞があるためである。

加えて、イオンガン６７とスパッタ部６５を作動させる。

スパッタ部６５を作動させる、具体的には、スパッタ部６５においてスイッチをオンすると、ターゲット６３側に高周波電圧を印加して、整合器を介してインピーダンスマッチングが行われる。そして、不活性ガスが供給された真空チャンバ６６内にプラズマが発生し、イオン化したアルゴンがターゲット６３をスパッタリングする（ターゲット６３の構成粒子（Ｍｇ）を叩き出す）、叩き出されたターゲット６３の構成粒子（例えば、Ｍｇ）基材５０のＬａＭｎＯ_３層上に飛来する。そして、ＬａＭｎＯ_３層上に、ターゲット６３から叩き出した構成粒子（Ｍｇ）を堆積させると同時に、イオンガン６７からＡｒイオンと酸素イオンの混合イオンを照射する。

本実施の形態では、金属基板１０上に少なくともＬａＭｎＯ_３層（第２中間層２２）を表面に有する基材５０の表面にイオンビームアシスト法により成膜したＭｇＯ層（第３中間層２３）を形成する第１工程と、ＭｇＯ層（第３中間層２３）が形成された基材５０に、ＭｇＯ（第３中間層２３）の上層として少なくともＣｅＯ_２層（第５中間層２５）及びＲＥＢａＣｕＯ超電導層３０（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂから選択された１種以上の元素を示す）を形成する第２工程とを有する。第１工程は、基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層（第２中間層２２）へのＭｇＯ層（第３中間層２３）の成膜時に、基材５０を冷却する。また、ＭｇＯ層（第３中間層２３）の成膜時に冷却する基材５０の設定温度が、５℃以上４０℃以下とする。また、第２工程として、ＭｇＯ層（第３中間層２３）の直上にＬａＭｎＯ_３層（第４中間層２４）を成膜した後で、ＣｅＯ_２層（第５中間層）及びＲＥＢａＣｕＯ超電導層３０を順に形成してもよい。

ＬａＭｎＯ_３層へのＩＢＡＤ法によりＭｇＯ層の成膜時に、冷却機構部６１４を用いて、基材５０、具体的には、ＬａＭｎＯ_３層を、５℃以上４０℃以下の範囲の特定の温度に冷却する。これにより、従来のＩＢＡＤ法により長尺の基材５０に長手方向に沿ってＭｇＯ層を形成（成膜）する場合と異なり、イオンビーム照射によって基材５０の温度が上昇することによって、長手方向で形成されるＣｅＯ_２層の配向度が著しく低下することがない。すなわち、ＭｇＯ層の形成時に、イオンビーム照射により基材５０の表面（具体的にはＬａＭｎＯ_３層の温度が上昇することがなく、５℃以上４０℃以下の範囲内の設定温度のＬａＭｎＯ_３層に、ＭｇＯを成膜してＭｇＯ層を形成する。このように、ＬａＭｎＯ_３層上に接して第３中間層２３であるＭｇＯ層を形成するとともに、その形成時（所謂成膜時）のＬａＭｎＯ_３層の温度を特定の温度で制御することで、ＭｇＯ層自体の配向性を向上させることができる。これにより、ＭｇＯ層の上層として形成され、且つ、超電導層３０の下地層として機能するＣｅＯ_２層の面内配向度ΔΦ（°）を小さくして向上させることができ、面配向性の優れた高配向のＣｅＯ_２層を形成できる。加えて、ＣｅＯ_２層上に超電導層を形成することで製造される超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃを向上させることができる。したがって、中間層として、配向性の優れたＭｇＯ層を形成できるので、その上層のＣｅＯ_２層の高配向性を実現して、優れた超電導特性を有する超電導線材を好適に製造できる。

＜実施例１＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上に拡散防止層としてＡｌ_２Ｏ_３層を成膜し、そのＡｌ_２Ｏ_３層上に配向制御層（ベッド層）としてＬａＭｎＯ_３層を成膜して基材５０を形成した。この基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層上に、ＭｇＯ形成装置６０を用いてＩＢＡＤ法により配向層として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。すなわち、このＭｇＯ層は、基材５０を冷却しつつ、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。ＭｇＯ層形成時における基材５０の冷却は、成膜部６１において、冷却機構部６１４を用いて、走行する基材５０に対して、０ｍ−１００ｍまで２５℃の一定の設定温度で冷却することにより行われた。そしてＭｇＯ層上に膜厚５１５ｎｍのＣｅＯ_２層を形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分、１００ｍ部分ともに３．５ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＭｇＯ／ＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で１６０Ａ、１００ｍの部分で１７０Ａであり０ｍから１０ｍ部分の間隔で測定しても略均等な値であった。

＜実施例２＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上に拡散防止層としてＡｌ_２Ｏ_３層を成膜し、そのＡｌ_２Ｏ_３層上に配向制御層（ベッド層）としてＬａＭｎＯ_３層を成膜して基材５０を形成した。この基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層上に、ＭｇＯ形成装置６０を用いてＩＢＡＤ法により配向膜として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。すなわち、このＭｇＯ層は、基材５０を冷却しつつ、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。ＭｇＯ層形成時における基材５０の冷却は、成膜部６１において、冷却機構部６１４を用いて、走行する基材５０に対して０ｍ−１００ｍまで３５℃の一定の設定温度で冷却することにより行われた。そしてＭｇＯ層上に膜厚５１５ｎｍのＣｅＯ_２層を形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分、１００ｍ部分ともに３．９ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＭｇＯ／ＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で１５５Ａ、１００ｍの部分で１６０Ａであり０ｍから１０ｍ部分の間隔で測定しても略均等な値であった。

＜実施例３＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上に拡散防止層としてＡｌ_２Ｏ_３層を成膜し、そのＡｌ_２Ｏ_３層上に配向制御層（ベッド層）としてＬａＭｎＯ_３層を成膜して基材５０を形成した。この基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層上に、ＭｇＯ形成装置６０を用いてＩＢＡＤ法により配向層として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。すなわち、このＭｇＯ層は、基材５０を冷却しつつ、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。ＭｇＯ層形成時における基材５０の冷却は、成膜部６１において、冷却機構部６１４を用いて、走行する基材５０に対して０ｍ−１００ｍまで２５℃の一定の設定温度で冷却することにより行われた。そしてＭｇＯ層上に膜厚１５ｎｍのＬａＭｎＯ_３層と膜厚５００ｎｍのＣｅＯ_２層を順に形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分、１００ｍ部分ともに３．２ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＬａＭｎＯ_３／ＭｇＯ／ＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で２００Ａ、１００ｍの部分で２１０Ａであり０ｍから１０ｍ部分の間隔で測定しても略均等な値であった。

＜比較例１＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上に拡散防止層としてＡｌ_２Ｏ_３層を成膜し、そのＡｌ_２Ｏ_３層上に配向制御層（ベッド層）としてＧｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７層を成膜して基材を形成した。この基材の表面のＧｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７層上に、ＭｇＯ形成装置６０を用いてＩＢＡＤ法により配向層として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。すなわち、このＭｇＯ層は、基材５０を冷却しつつ、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。ＭｇＯ層形成時における基材５０の冷却は、成膜部６１において、冷却機構部６１４を用いて、走行する基材５０に対して、０ｍ−１００ｍまで２５℃の一定の設定温度で冷却することにより行われた。そしてＭｇＯ層上に膜厚５１５ｎｍのＣｅＯ_２層を形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分、１００ｍ部分ともに７．０ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＭｇＯ／Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で５０Ａ、１００ｍの部分で５５Ａであり０ｍから１０ｍ部分の間隔で測定しても略均等な値であった。

＜比較例２＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上にＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３層を形成して基材５０とし、このＬａＭｎＯ_３層上に、ＩＢＡＤ法により配向膜として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。このＭｇＯ層は、ＭｇＯ装置６０において、冷却機構部６１４を使用せず、基材５０の設定温度を冷却することなく、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。このＭｇＯ層形成時には、連続的な温度上昇が生じ、ＭｇＯ層が形成される基材５０は、０ｍ部分では３５℃、１００ｍ部分では１８０℃であった。そしてＭｇＯ層上に膜厚１５ｎｍのＬａＭｎＯ_３層と膜厚５００ｎｍのＣｅＯ_２層を形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分で３．９であり、１００ｍ部分で８．０ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＬａＭｎＯ_３／ＭｇＯ／ＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で１６０Ａ、１００ｍの部分で２０Ａであった。

＜比較例３＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上に拡散防止層としてＡｌ_２Ｏ_３層を成膜し、そのＡｌ_２Ｏ_３層上に配向制御層（ベッド層）としてＬａＭｎＯ_３層を成膜して基材５０を形成した。この基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層上に、ＭｇＯ形成装置６０を用いてＩＢＡＤ法により配向層として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。すなわち、このＭｇＯ層は、基材５０を冷却しつつ、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。ＭｇＯ層形成時における基材５０の冷却は、成膜部６１において、冷却機構部６１４を用いて、走行する基材５０に対して、０ｍ−１００ｍまで５０℃の一定の設定温度で冷却することにより行われた。そしてＭｇＯ層上に膜厚５１５ｎｍのＣｅＯ_２層を形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分、１００ｍ部分ともに６．０ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＭｇＯ／ＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で９０Ａ、１００ｍの部分で９５Ａであった。

＜比較例４＞
金属基板１０としての１００ｍ長のハステロイテープ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ：登録商標）上に拡散防止層としてＡｌ_２Ｏ_３層を成膜し、そのＡｌ_２Ｏ_３層上に配向制御層（ベッド層）としてＬａＭｎＯ_３層を成膜して基材５０を形成した。この基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層上に、ＭｇＯ形成装置６０を用いてＩＢＡＤ法により配向層として膜厚８ｎｍのＭｇＯ層を形成した。すなわち、このＭｇＯ層は、基材５０を冷却しつつ、ＭｇターゲットをＲＦスパッタで成膜し、同時に４５ｄｅｇ．の角度からイオンガン６７を用いてイオンビームを照射して形成した。ＭｇＯ層形成時における基材５０の冷却は、成膜部６１において、冷却機構部６１４を用いて、走行する基材５０に対して、０ｍ−１００ｍまで０℃の一定の設定温度で冷却することにより行われた。そしてＭｇＯ層上に膜厚５１５ｎｍのＣｅＯ_２層を形成した結果、ＣｅＯ_２層の配向度ΔΦは、０ｍ部分、１００ｍ部分ともに６．２ｄｅｇ．であった。このようなＣｅＯ_２／ＭｇＯ／ＬａＭｎＯ_３／Ａｌ_２Ｏ_３／Ｈａｓｔｅｌｌｏｙテープ上にＴＦＡ−ＭＯＤ法によりＹＢＣＯ層を形成した結果、製造される幅５ｍｍ、全長１００ｍのＹＢＣＯ超電導線材の超電導特性（臨界電流値）Ｉｃは、０ｍの部分で８０Ａ、１００ｍの部分で８５Ａであった。

これら実施例１〜３及び比較例１〜４におけるＭｇＯ層直下の層（制御配向層）、MＣｅＯ_２層の配向度ΔΦ、超電導特性（臨界電流値）Ｉｃを表１に示す。

比較例１と実施例１〜３の結果に示すように、Ｙ_２Ｏ_３層にＭｇＯ層を成膜した構成をよりも、ＬａＭｎＯ_３層にＭｇＯ層を成膜した構成の方が、ＭｇＯ層の上方で形成されるＣｅＯ_２層の配向性（配向度ΔΦ（ｄｅｇ．））が遙かに優れることが判った。これにより製造される超電導線材の超電導特性も、Ｙ_２Ｏ_３層に成膜したＭｇＯ層を有する超電導線材よりも、ＬａＭｎＯ_３層に成膜したＭｇＯ層を有する超電導線材の方が、超電導特性が遙かに優れることが判った。

実施例３と比較例２〜４の結果に示すように、ＬａＭｎＯ_３層にＭｇＯ層を成膜した場合、ＬａＭｎＯ_３層を表面に有する基材の冷却設定温度を５℃以上４０℃以下の範囲外の設定温度である５０℃或いは０℃で一定となるように冷却するよりも、５℃以上４０℃以下の範囲内の２５℃で一定となるように冷却した方が、ＣｅＯ_２層の配向性（配向度ΔΦ（ｄｅｇ．））が遙かに優れ、長手方向での配向度ΔΦｄｅｇ．の均一性も優れることが判った。

このように、本実施の形態の製造方法によれば、基材５０の表面のＬａＭｎＯ_３層へのＭｇＯ層の成膜時に、基材を冷却し、そのときの基材の設定温度を、冷却設定温度を５℃以上４０℃以下にしている。これにより、長尺の超電導線材を製造する際に、長手方向で延在するＣｅＯ_２層の配向度が向上して、均一な優れた配向性を有し、このＣｅＯ_２層を下地層とする超電導層を好適に形成して、優れた超電導特性を有する超電導線材を製造できる。

今回開示された実施の形態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。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係る酸化物超電導線材の製造方法は、超電導層上に形成された銀安定化層に、銅保護層を好適に形成することにより、超電導層を銅保護層で被覆した構成を有する酸化物超電導線材を、低コスト化を図りつつ、超電導特性を劣化させることなく好適に製造できる効果を有し、長尺のテープ状の酸化物超電導線材の製造に有用である。

１超電導線材
１０金属基板
２１第１中間層
２２第２中間層
２３第３中間層
２４第４中間層
２５第５中間層
３０超電導層
４０安定化層
５０基材
６０ＭｇＯ形成装置
６１成膜部
６３ターゲット
６４ターゲットホルダ
６５スパッタ部
６６真空チャンバ
６７イオンガン
６１２基材ホルダ
６１４冷却機構部

Claims

基板上に少なくともＬａＭｎＯ_３層を表面に有する基材の前記表面にイオンビームアシスト法により成膜したＭｇＯ層を形成する第１工程と、
前記ＭｇＯ層が形成された基材に、前記ＭｇＯ層の上層として少なくともＣｅＯ _２層及びＲＥＢａＣｕＯ超電導層（ＲＥは、Ｙ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ及びＹｂから選択された１種以上の元素を示す）を形成する第２工程とを有し、
前記第１工程では、前記基材の表面の前記ＬａＭｎＯ_３層への前記ＭｇＯ層の成膜時に、前記基材を５℃以上４０℃以下の設定温度で冷却する、
酸化物超電導線材の製造方法。
前記第１の工程では、前記基材を２５℃以上３５℃以下の設定温度で冷却する、
請求項１記載の酸化物超電導線材の製造方法。
前記第２工程では、前記ＭｇＯ層の直上にＬａＭｎＯ_３層を成膜した後で、前記ＣｅＯ_２層及び前記ＲＥＢａＣｕＯ超電導層を順に形成する、
請求項１または２に記載の酸化物超電導線材の製造方法。