JPH06228741A

JPH06228741A - 酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータおよび酸化物超電導テープの製造方法

Info

Publication number: JPH06228741A
Application number: JP5016636A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Onabe; 和憲尾鍋; Nobuyuki Sadakata; 伸行定方; Takashi Saito; 隆斉藤; Tsukasa Kono; 宰河野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1993-02-03
Filing date: 1993-02-03
Publication date: 1994-08-16
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: JP3428053B2

Abstract

(57)【要約】【目的】酸化物超電導体の前駆体薄膜を理想的な温度
で加熱できる加熱ヒータの提供及び良好な臨界電流密度
を示す酸化物超電導テープの製造方法の提供。【構成】発熱体とこれを収納するケース体とケース体
上面を覆う熱板とから構成され、熱板の基材摺動部分に
基材幅より狭い開口幅を有する開口部が形成されてなる
加熱ヒータを真空チャンバ内に設置し、加熱ヒータの開
口部上面を通過するようにテープ状の基材を摺動させ基
材を成膜時に望まれる所定の成膜温度に加熱しつつ基材
上面に酸化物超電導層の前駆体薄膜を形成することを特
徴とする。【効果】超電導特性の優れた超電導テープを得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、数ｍ〜数ｋｍオーダー
の長尺の酸化物超電導テープを製造する方法に用いる加
熱ヒータ及び酸化物超電導テープの製造方法に関するも
ので、この種の超電導テープは、電力輸送用、超電導マ
グネット用、超電導エネルギー貯蔵用などの分野で応用
開発が進められているものである。

【０００２】

【従来の技術】酸化物超電導体は、液体窒素温度を超え
る臨界温度を示す優れた超電導体であるが、この酸化物
超電導体を前記のような実用的な超電導体として使用す
るためには、酸化物超電導体の結晶配向性を揃えて臨界
電流密度の高いものを得る必要がある。即ち、酸化物超
電導体は、その結晶構造の特定の方向に電気を流し易
く、特定の方向に電気を流しにくい性質があるために、
できるだけ結晶配向性の良好な酸化物超電導体を製造す
る必要がある。また、酸化物超電導体は、その組成が規
定の組成から多少でも外れたり、微量の不純物を含むよ
うであると、臨界電流密度が低下する傾向がある。

【０００３】そこで従来、基板や金属テープなどの基材
上に、結晶配向性が良好で組成が整った酸化物超電導層
を形成するために、種々の手段が試みられている。その
１つの方法として、酸化物超電導体と結晶構造の類似し
たＭｇＯ、あるいはＳｒＴｉＯ₃なとの単結晶基材を用
い、これらの単結晶基材上にスパッタリングやレーザ蒸
着法などの成膜法により酸化物超電導体の前駆体薄膜を
形成し、これを熱処理して酸化物超電導層を形成する方
法が実施されている。

【０００４】前記ＭｇＯやＳｒＴｉＯ₃などの単結晶材
料の基材上に成膜法により酸化物超電導層を形成するな
らば、基材の結晶に整合するように酸化物超電導層が生
成するので、結晶の配向性を良好にできるとともに薄膜
の組成を揃えることができるので、臨界電流密度の高い
酸化物超電導層を得ることができる。ところが、前述の
実用的な使用目的を考慮して長尺の酸化物超電導体を得
るためには、前記単結晶の基材ではなく、金属製のテー
プ状の基材上に成膜法により酸化物超電導層を形成して
長尺の超電導体を製造する必要がある。そして、このよ
うに長尺テープ状の基材上に酸化物超電導層を形成する
ためには、基材上に酸化物超電導体の前駆体薄膜を加熱
して薄膜の結晶構造を整えるとともに、前駆体薄膜中に
充分な量の酸素を供給する必要がある。

【０００５】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、酸化物超伝導
体製造用のスパッタリング装置やレーザ蒸着装置などの
成膜装置に備えられる真空チャンバの内部に設けられ、
前記のようなテープ状の基材と前駆体薄膜を加熱するた
めの従来の加熱ヒータ３０の一構造例を示すものであ
る。この加熱ヒータ３０は、金属などの熱伝導体からな
るケース体３１内部に加熱コイル等からなる発熱体３２
を備え、前記ケース体３１上面に、インコネル等の耐熱
金属等からなる熱板３３が固定されてなり、加熱成膜装
置の真空チャンバの内底部に固定されているものであ
る。そして、上記構成からなる加熱ヒータ３０はテープ
状の基材３７を前記熱板３３の上面に順次送り込み、接
触摺動させることができるように、そしてまた、その上
面から基材３７を順次引き取ることができるように、加
熱ヒータ３０の両側には図示略のテープ状基材の送出装
置と巻取装置が備えられている。また、加熱ヒータ３０
の上方には、スパッタリング装置のターゲットやレーザ
蒸着装置のターゲットが設けられていて、これらのター
ゲットから発生させられた粒子を加熱ヒータ３０上の基
材３７の上面に順次堆積させて酸化物超電導体の前駆体
薄膜を形成できるようになっている。

【０００６】そして、上記構成らかなる加熱ヒータ３０
は、その酸化物超電導体の形成を真空チャンバ内部にて
１×１０^-1から１×１０¹Ｔｏｒｒ程度の純Ｏ₂雰囲気中
で行なうため、前記発熱体３２の素材としては耐熱性に
優れ、融点の高いＰｔ等が多く用いられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記構成の装置におい
ては、加熱ヒータ３０の上面側で基材３７を移動させな
がら基材３７の上面に、スパッタやレーザ蒸着により前
駆体薄膜を形成し、同時に加熱ヒータ３０により、基材
３７と前駆体薄膜とを加熱できるようになっている。し
かしながら、このような加熱ヒータ３０で前駆体薄膜の
加熱を行なう際には、上述したように、前記基材３７は
加熱ヒータ３０の熱板３３上面を接触摺動しながら加熱
されるため、前記基材３７と熱板３３との間で摩擦を生
じ、前記基材３７の摺動速度が一定に維持できず、基材
３７表面の温度が不均一となってしまう問題があった。

【０００８】例えば、上述した加熱ヒータ３０の熱板３
３上で基材３７を停止させて、この基材３７の表面温度
が７２０℃になるまで加熱した後に、この基材３７を１
時間で約２００ｍｍ程度走行する速さで前記熱板３３上
面を移動させながら、前記熱板３３中央の基材摺動面に
おける温度変化を放射温度計によって測定したところ、
図５に示すような結果が得られた。

【０００９】図５に示すように、前記基材３７の表面の
温度は、その摺動開始とともに始めの設定温度の７２０
℃を境にして、±５０℃の変動を示している。そして、
上記のように加熱により得られた酸化物超電導テープの
超電導特性を測定したところ臨界電流密度（Ｊ_c）は１
０¹〜１０²Ａ／ｃｍ²程度の低い値しか得られないもの
であった。

【００１０】そしてまた、上記基材３７を加熱する加熱
ヒータ３０の発熱体３２には、Ｐｔ等の耐熱性に優れ、
融点の高い素材が用いられるが、前記Ｐｔは、上記のよ
うな減圧酸化雰囲気中で１０００℃以上に加熱される
と、Ｐｔの蒸発が誘発され、こうした蒸発により発生し
たＰｔは、発熱体３２を収納したケース体３１外壁に付
着して、前記発熱体３２とケース体３１との絶縁不良を
生じるといった問題を有していた。

【００１１】そこで、本発明は前記事情に鑑みてなされ
たものであり、基材上にスパッタリングやレーザ蒸着法
などの成膜法により酸化物超電導体の前駆体薄膜を形成
する際に、成膜された前駆体薄膜全体を一様に理想的な
成膜温度で加熱することができ、かつ減圧酸素雰囲気
中、高温加熱により生じる発熱体構成物質の蒸発を防止
して、この蒸気により生じるケース体との絶縁不良等を
回避するとともに、ケース体内のコンタミネーションを
防止して、発熱体自身の長寿命化を可能とした酸化物超
電導テープ用加熱ヒータを提供し、前駆体薄膜を理想的
な温度で加熱できて良好な臨界電流密度を示す酸化物超
電導テープを得ることができる方法を提供することを目
的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の酸化物
超電導テープ製造用加熱ヒータは、上記課題を解決する
ために、基材上に酸化物超電導層の前駆体を成膜法によ
り形成するための真空チャンバの内部に設けられて上面
を通過するテープ状の基材を加熱する加熱ヒータおい
て、前記加熱ヒータが、発熱体とこれを収納するケース
体と前記ケース体上面を覆う熱板とから構成され、前記
熱板の基材摺動部分に基材幅より狭い開口幅を有する開
口部が形成されてなることを特徴とするものである。

【００１３】請求項２に記載の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータは、上記課題を解決するために、請求項１
に記載の酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータの発熱体
に、石英管内に発熱体が封入されてなる赤外線加熱方式
のランプヒータが使用されてなることを特徴とするもの
である。

【００１４】請求項３に記載の酸化物超電導テープの製
造方法は、上記課題を解決するために、発熱体とこれを
収納するケース体と前記ケース体上面を覆う熱板とから
構成され、前記熱板の基材摺動部分に基材幅より狭い開
口幅を有する開口部が形成されてなる酸化物超電導テー
プ製造用加熱ヒータを真空チャンバ内に設置し、この加
熱ヒータの開口部上面を通過するようにテープ状の基材
を摺動させて、前記開口部上を摺動する基材を成膜時に
望まれる所定の成膜温度に加熱しつつ、基材上面に酸化
物超電導層の前駆体薄膜を形成することを特徴とするも
のである。

【００１５】請求項４に記載の酸化物超電導テープの製
造方法は、上記課題を解決するために、請求項３に記載
の酸化物超電導テープの製造方法における発熱体に、石
英管内に発熱体が封入されてなる赤外線加熱方式のラン
プヒータを使用することを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】以上説明したように本発明に係る加熱ヒータ
は、発熱体とこれを収納するケース体と前記ケース体上
面を覆う熱板とから構成され、前記熱板の基材摺動部分
に基材幅より狭い開口幅を有する開口部が設けられてな
るものであって、この加熱ヒータの上記開口部上面に、
テープ状の基材を前記熱板の側辺部に接触させつつ摺動
させ、前記発熱体から放射された熱により基材を加熱し
つつ、酸化物超電導体の前駆体薄膜が成膜されることに
より、前記基材は一様にむら無く加熱されて、前駆体に
雰囲気中の酸素を充分に取り込ませることができ、結晶
性の良好な酸化物超電導体の前駆体の生成が可能であ
る。

【００１７】また、前記のように基材全体を一様に加熱
することによって基材と前駆体薄膜の間の熱膨張の差異
に起因する熱応力も低減することが可能で、前駆体薄膜
にクラックを生じさせることがない。よって、この前駆
体薄膜を酸素雰囲気中において熱処理するならば、臨界
電流密度の高い超電導特性の優れた酸化物超電導層を備
えた超電導テープを得ることができる。

【００１８】またさらに、上記基材が開口部上を上述し
たように摺動する際に、その摺動速度あるいは前記発熱
体の放射熱を調節することで、加熱温度を所望の温度に
自在にコントロールすることができ、前記酸化物超電導
体の前駆体、あるいは基材の組成等を考慮しつつ、その
成膜温度の設定を行なうことが可能である。従って、多
用途に対応した酸化物超電導テープを作製することがで
きる。

【００１９】また、上記加熱ヒータの発熱体を石英管内
に封入し、赤外線方式のヒータにすることにより、これ
を減圧酸化雰囲気中で１０００℃以上に加熱しても、前
記発熱体を形成するＰｔ等の構成物質の蒸発を防止する
ことができ、ケース体内のコンタミネーションを防止す
ることができるとともに、前記発熱体本体の長寿命化を
図ることができる。

【００２０】

【実施例】以下に本発明の酸化物超電導テープ製造用加
熱ヒータ及び酸化物超電導テープの製造方法における一
実施例について説明する。図１（ａ）は、酸化物超電導
体製造用のレーザ蒸着装置やスパッタリング装置などの
成膜装置の真空チャンバの内部に設置される本発明に係
る加熱ヒータの一例を示している。なお、前記成膜装置
の真空チャンバは真空排気装置に接続されて内部を減圧
雰囲気中にできるようになっているとともに、酸素ガス
供給源に接続されていて減圧雰囲気下に所望量の酸素ガ
スを供給できるようになっている。

【００２１】この例の加熱ヒータ１は、横長のもので、
横長のケース体２の内部には石英管３内に発熱体４を真
空封入した赤外線加熱式のランプヒータ５が収納されて
おり、前記ケース体２の上面には、これを覆う２枚の熱
板６ａ、６ｂが設けられてなるものである。そして、前
記２枚の熱板６ａ、６ｂの間には、テープ状の基材７が
摺動する位置に沿って、テープ幅Ｈよりやや小さい間隔
を有する開口部８が形成されている。

【００２２】前記ランプヒータ５の発熱体４は、タング
ステン（Ｗ）等から形成された加熱コイルであり、前記
ケース体２は耐熱性に優れ融点の高いインコネル等から
形成されたものであって、ランプヒータ５が発生させた
熱を上方に均一に放射するものである。また、前記蓋体
６ａ、６ｂは前記ケース体２と同素材のインコネルから
形成されたものである。

【００２３】そして、上記構成からなる加熱ヒータ１の
熱板６ａ、６ｂ間に形成された開口部８の上を、前記熱
板６ａ、６ｂ両者の側辺部にＷ＝５ｍｍ程度接触摺動す
るような状態でテープ状の基材７が図１（ａ）の右側か
ら左側に向けて平行移動されるようになっている。この
基材７が前記熱板６ａ、６ｂの両側辺部にて接触する幅
Ｗ、Ｗは、できるだけ少なくして、基材７と熱板６ａ、
６ｂとの摩擦を限りなく小さくする必要があるが、前記
基材７上に酸化物超電導体の前駆体薄膜を蒸着させる際
に、前記蒸着物質が前記ランプヒータ５に蒸着されない
程度に、ある程度の接触幅Ｗ、Ｗを保持する必要があ
る。

【００２４】前記基材７としては、ハステロイや貴金属
などからなる金属テープを用いても良く、更には、金属
テープの上に中間層としてのＹＳＺ（イットリウム安定
化ジルコニア）層やＭｇＯ層などを被覆したものを用い
てもよい。更に、前記基材７の移動機構としては、加熱
ヒータ１の両側方にテープ状の基材７の送出装置が設け
られ、加熱ヒータ１の左側方にテープ状の基材７の巻取
装置が設けられていて、前記送出装置から巻取装置側に
基材７を送り出して移動できるようになっている。

【００２５】よって、前記構成の加熱ヒータ１において
は、ランプヒータ５に通電することにより発生した熱
を、ケース体２で上方に均一に放射するとともに、基材
７を前記ケース体２の上面を覆う熱板６ａ、６ｂのそれ
ぞれの側辺部に５ｍｍ程度接触した状態で、前記開口部
８上を移動させることにより、前記基材７を加熱するも
のである。ここで、前記基材７は、ランプヒータ５より
発生した熱を熱板６ａ、６ｂの開口部８より直接受ける
ことができるものであって、さらに、前記基材７が熱板
６ａ、６ｂのそれぞれの側辺部に接触摺動することによ
り発生する摩擦は無視できる程度に小さく、基材７の摺
動速度に何等影響するものではないので、前記基材７表
面の温度制御は、前記ランプヒータ５の放射熱及び前記
基材７の摺動速度のコントールにより自由に調製するこ
とができる。

【００２６】そこで、上記構成からなる加熱ヒータ１を
用いて、酸化物超電導テープを製造する方法について説
明する。まず、図１に示すように、基材７を加熱ヒータ
１の開口部８上に配し、酸化物超電導体の前駆体を成膜
するのであるが、前記前駆体薄膜を成膜する前に、中間
層として前記基材７上にＹＳＺ（イットリウム安定化ジ
ルコニア）などの多結晶薄膜を形成した場合を例にとっ
て説明する。前記基材７上に、中間層としてのＹＳＺの
多結晶薄膜を形成するためには、ＹＳＺのターゲットを
用いてパッタリング装置、あるいはレーザ蒸着装置によ
り前記基材７上に多結晶薄膜を形成する。この多結晶薄
膜の中間層は、それ自身の結晶構造が酸化物超電導体の
結晶構造に類似しているので、結晶整合性を配慮して設
けるとともに、基材７とその上に形成される酸化物超電
導体の前駆体薄膜との元素拡散反応を制御し、基材７と
前駆体薄膜の熱膨張率の差異に起因する熱応力の解消を
狙うためのものである。

【００２７】そして、上記のように基材７上にＹＳＺの
多結晶薄膜を形成したならば、この多結晶薄膜上に酸化
物超電導体の前駆体薄膜を形成する。この前駆体薄膜を
多結晶薄膜上に形成するには、図２に示すレーザ蒸着装
置１０を使用する。

【００２８】このレーザ蒸着装置１０は、処理容器１１
を有し、この処理容器１１の内部の蒸着処理室１２に、
基材７とターゲット１３を設置できるようになってい
る。即ち、蒸着処理室１２の底部には、基台１４が設け
られ、この基台１４の上部に加熱ヒータ１が設けられ、
その上方において基材７を水平状態で移動できるように
なっているとともに、加熱ヒータ１の斜め上方に支持ホ
ルダ１５によって支持されたターゲット１３傾斜状態で
設けられている。処理容器１１は、排気孔１６を介して
図示略の真空排気装置に接続されて内部を減圧できるよ
うになっている。

【００２９】前記ターゲット１３は、形成しようとする
酸化物超電導薄膜と同等または近似した組成、あるい
は、成膜中に逃避しやすい成分を多く含有させた複合酸
化物の結焼体あるいは酸化物超電導体などの板体からな
っている。前記基台１４は加熱ヒータ１を支持するため
のものであり、この加熱ヒータ１は、先の例で説明した
ように、石英管３内に封入された発熱体４と熱板６ａ、
６ｂとからなり、前記熱板６ａ、６ｂにより開口部８が
形成されてなり、この開口部８上に基材６ａ、６ｂを摺
動させることにより、前記基材７を所望の温度に穏やか
に加熱することができるようになっている。

【００３０】また、前記加熱ヒータ１の右側には、テー
プ状の基材７を送り出すの送出装置２２が設けられてい
て、加熱ヒータ１の左側にはテープ状の基材７の巻取装
置２３が設けられており、前記送出装置２２から基材７
を加熱ヒータ１の上面側に送り込み、加熱ヒータ１の開
口部８を通過させた後に、巻取装置２３で巻取ることが
できることになっている。そして、前記基材７の加熱温
度は、前記発熱体３からの放射熱及び基材の摺動速度に
より適宜調製することができるものである。

【００３１】一方、処理容器１１の側方には、レーザ発
光装置１７と第一反射板１８と集光レンズ１９と第二反
射鏡２０とが設けられ、レーザ発光装置１７が発生させ
たレーザビームを処理容器１１の側壁に透明窓２１を介
してターゲット１３に集光照射できるようになってい
る。レーザ発光装置１７はターゲット１３から構成粒子
をえぐり出すか、蒸発させることができるものであれ
ば、ＹＡＧレーサ、ＣＯ₂レーザ、エキシマレーザなど
のいずれのものを用いても良い。

【００３２】以上説明したような図２に示す構成からな
るレーザ蒸着装置１７において、送出装置２２に多結晶
薄膜を形成した基材７をセットした後、蒸着処理室１２
を真空ポンプで減圧する。ここで、蒸着処理室１２に酸
素ガスを導入して、蒸着処理室１２を酸素雰囲気とす
る。また、送出装置２２を作動させて基材７を加熱ヒー
タ１の上方側に順次送り出し、開口部８上を摺動させる
とともに、加熱ヒータ１を作動させて基材７を所望の温
度に加熱する。

【００３３】次に、レーザ発光装置１７から発生させた
レーザビームを蒸着処理室１２のターゲット１３に集光
照射する。これによってターゲット１３の構成粒子がえ
ぐり出されるか蒸発されて、その粒子が基材７上の多結
晶薄膜上に堆積する。この粒子の堆積は、加熱ヒータ１
の開口部８上の基材７に対して行なわれる。

【００３４】前記基材７は、加熱ヒータ１のランプヒー
タ５から放射熱により加熱され、所定の成膜温度に維持
された状態で、前述のように粒子の堆積が行なわれて前
駆体薄膜が形成される。従って、基材７上に堆積された
前駆体薄膜は前述した好適な加熱条件で加熱処理される
ので、成膜後に前駆体薄膜中に雰囲気中の酸素を充分に
取り込ませることができる。また、前述のように基材７
を加熱するならば、むら無く一様に前記基材７を所定の
成膜温度に加熱することができるので、前記基材７と前
駆体の間に生じる熱応力を少なくすることができ、前駆
体薄膜に負荷される熱応力も少なくすることが可能でク
ラックを生じさせることもない。よって、この前駆体薄
膜を熱処理するならば、良好な超電導特性を発揮する超
電導層を備えた酸化物超電導体を製造することができ
る。

【００３５】そしてまた、前記加熱ヒータ１に使用した
ランプヒータ５は発熱体４を石英管３内に封入した赤外
線方式のヒータであるために、これを減圧酸化雰囲気中
で１０００℃以上に加熱しても、前記発熱体４を構成す
るＰｔ等の構成物質自身の蒸発を防止することができ、
ケース体２内のコンタミネーションを防止することがで
きるとともに、前記発熱体４自身の長寿命化を図ること
ができる。

【００３６】そこで、上記のような構成からなる本発明
における加熱ヒータについて、以下のような試験を行な
った。（試験例）図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すようなインコ
ネルからなるケース体２に収納されたランプヒータ５、
５によりケース体２内を７２０℃に設定した後、このケ
ース体２を覆うように設けられたインコネルからなる熱
板６ａ、６ｂにより形成された開口部８上に基材７を配
して、これを８００ｍｍ／時間で前記開口部７上を摺動
させ、基材７上面に配置した熱電対で前記基材７の温度
を計測した結果を図３に示す。前記基材７は、長さ１
ｍ、幅５ｍ、厚さ０．１ｍｍのハステロイからなる金属
テープにスパッタリングにより中間層として厚さ０.５
μmのＹＳＺの中間層を形成したものであり、レーザ蒸
着用のターゲットはＹ₁Ｂａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-Xなる組成の酸化
物ターゲットを用いたものである。

【００３７】図３に示す結果から明らかなように、本発
明による加熱ヒータ１によれば、この開口部８上に基材
７を配し、これをケース体２内に収納されたランプヒー
タ５、５による放射熱により直接加熱することで、前記
基材７を一様にむら無く加熱することができ、所定の温
度に維持することができる。従って、上記のように本発
明の加熱ヒータ１によれば、テープ状の基材７を酸化物
超電導体製造用として理想的な条件に加熱し、その温度
を維持することができるものである。なお、前記基材７
の摺動速度については、２００ｍｍ／時間から８００ｍ
ｍ／時間の各速度について、様々な速度で上記と同様な
試験を行なったが、上記試験例と同様に、基材７は全て
一様にむら無く加熱され、所定の成膜温度に維持するこ
とがてきた。

【００３８】そこで、上記のような加熱ヒータ１を用い
た酸化物超電導テープの製造例について、以下に説明す
る。（製造例）まず、長さ１ｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ
のハステロイからなる金属テープにスパッタリングによ
り中間層として厚さ０.５μmのＹＳＺを形成した後、図
１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように加熱ヒータ１の開口
部８上に配した。レーザ蒸着用のターゲットはＹ₁Ｂａ₂
Ｃｕ₃Ｏ_7-xなる組成の酸化物ターゲットを用いた。

【００３９】そして前記基材７を摺動速度２００ｍｍ／
時間に設定し、前記と同等の条件で加熱ヒータ１による
加熱を行ないつつ、図２に示す装置を用いて、蒸着処理
室１２の内部を１０^-5Ｔｏｒｒ以下に減圧し、０.２Ｔ
ｏｒｒの酸素ガス雰囲気としてから厚さ１.０μmの酸化
物超電導体の前駆体薄膜を成膜した。次いで、この前駆
体薄膜に７６０Ｔｏｒｒの酸素ガス雰囲気中において７
２０℃×２時間の熱処理を施してＹ₁Ｂａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-xな
る組成の酸化物超電導層を有する超電導テープを得た。

【００４０】得られた超電導テープの臨界温度を測定し
たところ、全長１ｍにわたり、臨界温度（Ｔ_c）は８８
〜８９Ｋを示し、臨界電流密度（Ｊ_c）は１×１０³〜１
０⁴Ａ／ｃｍ²（７７Ｋ、０ステラ）の高い特性を発揮し
た。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る加熱ヒ
ータは、発熱体とこれを収納するケース体と前記ケース
体上面を覆う熱板とから構成され、前記熱板の基材摺動
部分に基材幅より狭い幅を有する開口部が設けられてな
るものであって、この加熱ヒータの上記開口部上面に、
テープ状の基材を前記蓋体の側辺部に接触させつつ摺動
させ、前記発熱体から放射された熱により基材を加熱し
つつ、酸化物超電導体の前駆体薄膜が成膜されることに
より、前記基材は一様にむら無く加熱されて、前駆体に
雰囲気中の酸素を充分に取り込ませることができ、結晶
性の良好な酸化物超電導体の前駆体の生成が可能であ
る。また、前記のように基材全体を一様に加熱すること
によって基材と前駆体薄膜の間の熱膨張の差異に起因す
る熱応力も低減することが可能で、前駆体薄膜にクラッ
クを生じさせることがない。よって、この前駆体薄膜を
酸素雰囲気中において熱処理するならば、臨界電流密度
の高い超電導特性の優れた酸化物超電導層を備えた超電
導テープを得ることができる。

【００４２】またさらに、上記基材が開口部上を上述し
たように摺動する際に、その摺動速度あるいは前記発熱
体の放射熱を調節することで、加熱温度を所望の温度に
自在にコントロールすることができ、前記酸化物超電導
体の前駆体、あるいは基材の組成等を考慮しつつ、その
成膜温度の設定を行なうことが可能である。従って、多
用途に対応した酸化物超電導テープを作製することがで
きる。

【００４３】また、上記加熱ヒータの発熱体を石英管内
に封入し、赤外線方式のヒータにすることにより、これ
を減圧酸化雰囲気中で１０００℃以上に加熱しても、前
記発熱体を形成するＰｔ等の構成物質の蒸発を防止する
ことができ、ケース体内のコンタミネーションを防止す
ることができるとともに、前記発熱体本体の長寿命化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータを示す斜視図である。（ｂ）は、図１
（ａ）の上面図である。（ｃ）は、図１（ａ）の側面図
である。

【図２】図１に示す本発明の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータを酸化物超電導体製造用のレーザ蒸着装置
やスパッタリング装置などの成膜装置の真空チャンバの
内部に設置された状態の全体図を示す図である。

【図３】図１に示す本発明の酸化物超電導テープ製造
用加熱ヒータ上に基材を摺動させて基材の加熱温度変化
を測定した試験例の結果を示す図である。

【図４】（ａ）は、従来の酸化物超電導テープ製造用
加熱ヒータを示す斜視図である。（ｂ）は、図４（ａ）
の上面図である。（ｃ）は、図４（ａ）の側面図であ
る。

【図５】図４に示す従来の酸化物超電導テープ製造用
加熱ヒータ上に基材を摺動させて基材の加熱温度変化を
測定した測定結果を示す図である。

【符号の説明】

１、３０…酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータ２、
３１…ケース体３…石英管４、３２…発熱体５…ランプヒータ６
ａ、６ｂ…熱板７、３７…基材８…開口部１０
…レーザ装置１１…処理容器１２…蒸着処理室１
３…ターゲット１４…基台１５…支持ホルダ１６
…排気孔１７…レーザ蒸着装置１８…第一反射板
１９…集光レンズ２０…第二反射鏡２１…透明窓２２…送出装置２３…巻取装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野宰東京都江東区木場一丁目５番１号株式会社フジクラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に酸化物超電導層の前駆体を成膜
法により形成するための真空チャンバの内部に設けられ
て上面を通過するテープ状の基材を加熱する加熱ヒータ
おいて、前記加熱ヒータが、発熱体とこれを収納するケース体と
前記ケース体上面を覆う熱板とから構成され、前記熱板
の基材摺動部分に基材幅より狭い開口幅を有する開口部
が形成されてなることを特徴とする酸化物超電導テープ
製造用ヒータ。
【請求項２】発熱体に、石英管内に発熱体が封入され
てなる赤外線加熱方式のランプヒータが使用されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導テープ
製造用加熱ヒータ。
【請求項３】発熱体とこれを収納するケース体と前記
ケース体上面を覆う熱板とから構成され、前記熱板の基
材摺動部分に基材幅より狭い開口幅を有する開口部が形
成されてなる酸化物超電導テープ製造用加熱ヒータを真
空チャンバ内に設置し、この加熱ヒータの開口部上面を
通過するようにテープ状の基材を摺動させて、前記開口
部上を摺動する基材を成膜時に望まれる所定の成膜温度
に加熱しつつ、基材上面に酸化物超電導層の前駆体薄膜
を形成することを特徴とする酸化物超電導テープの製造
方法。
【請求項４】発熱体に、石英管内に発熱体が封入され
てなる赤外線加熱方式のランプヒータを使用することを
特徴とする請求項３に記載の酸化物超電導テープの製造
方法。