JPH11111080A - 高臨界電流密度をもつ超電導線材 - Google Patents
高臨界電流密度をもつ超電導線材Info
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- JPH11111080A JPH11111080A JP9283155A JP28315597A JPH11111080A JP H11111080 A JPH11111080 A JP H11111080A JP 9283155 A JP9283155 A JP 9283155A JP 28315597 A JP28315597 A JP 28315597A JP H11111080 A JPH11111080 A JP H11111080A
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-
- Y—GENERAL 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
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Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】磁場中で高臨界電流密度化が困難であった{10
0}<001>集合組織を持つ金属銀基板上で高い臨界電流密
度を有する超電導酸化物膜を有する超電導線材を得る。 【解決手段】基板面内で2軸配向した酸化物中間層が形
成された{100}<001>集合組織を持つ金属銀基板上に形成
されたY123型結晶構造を有する超電導酸化物膜を持つ超
電導線材とする。
0}<001>集合組織を持つ金属銀基板上で高い臨界電流密
度を有する超電導酸化物膜を有する超電導線材を得る。 【解決手段】基板面内で2軸配向した酸化物中間層が形
成された{100}<001>集合組織を持つ金属銀基板上に形成
されたY123型結晶構造を有する超電導酸化物膜を持つ超
電導線材とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高臨界電流密度を
有する超電導線材に関する。
有する超電導線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、酸化物超電導導体について
は、超電導特性、特に磁場中での臨界電流密度Ｊｃ特性
を向上させるために様々な検討がなされてきており、こ
れまでに種々の製造方法が提案されている。
は、超電導特性、特に磁場中での臨界電流密度Ｊｃ特性
を向上させるために様々な検討がなされてきており、こ
れまでに種々の製造方法が提案されている。
【０００３】超電導線材で高い臨界電流密度を得るため
には超電導酸化物膜を2軸配向させる必要がある。その
ため、単結晶や面内配向した酸化物基板、金属基板上に
固相法、気相法、液相法のさまざまなプロセスにより超
電導酸化物膜をエピタキシャル成長させる方法が一般的
である。
には超電導酸化物膜を2軸配向させる必要がある。その
ため、単結晶や面内配向した酸化物基板、金属基板上に
固相法、気相法、液相法のさまざまなプロセスにより超
電導酸化物膜をエピタキシャル成長させる方法が一般的
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超電導線材の製造にお
いて、圧延法で作製される{100}<001>集合組織を持つ金
属銀は長尺線材化が可能であるが、この上に超電導酸化
物膜を直接エピタキシャル成長させると、J. D. Budai
らが Appl. Phys. Lett. 57 1836 (1993)で報告してい
るように面内配向せず、高傾角粒界が形成されるため、
磁場中で高い臨界電流密度を得るのが困難であった。
いて、圧延法で作製される{100}<001>集合組織を持つ金
属銀は長尺線材化が可能であるが、この上に超電導酸化
物膜を直接エピタキシャル成長させると、J. D. Budai
らが Appl. Phys. Lett. 57 1836 (1993)で報告してい
るように面内配向せず、高傾角粒界が形成されるため、
磁場中で高い臨界電流密度を得るのが困難であった。
【０００５】本発明が解決しようとする課題は、従来技
術では磁場中で高臨界電流密度化が困難であった{100}<
001>集合組織を持つ金属銀基板上で高い臨界電流密度を
有する超電導酸化物膜を得ることを可能とすることであ
る。
術では磁場中で高臨界電流密度化が困難であった{100}<
001>集合組織を持つ金属銀基板上で高い臨界電流密度を
有する超電導酸化物膜を得ることを可能とすることであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、超電導酸化物膜と基板の間に面内配向した
酸化物の中間層を形成し、その上に超電導酸化物膜を成
長させる。この結果、基板面内で2軸配向した酸化物中
間層が形成された{100}<001>集合組織を持つ金属銀基板
上に超電導酸化物膜を持つ超電導線材が得られる。
決するため、超電導酸化物膜と基板の間に面内配向した
酸化物の中間層を形成し、その上に超電導酸化物膜を成
長させる。この結果、基板面内で2軸配向した酸化物中
間層が形成された{100}<001>集合組織を持つ金属銀基板
上に超電導酸化物膜を持つ超電導線材が得られる。
【０００７】{100}<001>集合組織を持つ金属銀上に基板
に平行な面が{100}方位になるように成長させた酸化物
中間層上に作製した超電導酸化物膜は２軸配向するの
で、高臨界電流密度を有する長尺の、超電導酸化物膜を
有する超電導線材の作製が可能となる。面内配向した酸
化物膜および超電導酸化物膜の形成方法は、特に限定し
ない。
に平行な面が{100}方位になるように成長させた酸化物
中間層上に作製した超電導酸化物膜は２軸配向するの
で、高臨界電流密度を有する長尺の、超電導酸化物膜を
有する超電導線材の作製が可能となる。面内配向した酸
化物膜および超電導酸化物膜の形成方法は、特に限定し
ない。
【０００８】超電導酸化物膜としては、Y123型結晶構造
を有する酸化物膜がある。そして、この酸化物膜は、組
成が (RE1aRE2b.....REnl)Ba2Cu3O6+d, RE1≠RE2≠......≠REn (RE1,RE2,....REn = Y,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,T
m,Yb), (a+b+.....+l=1, 0 ≦a,b,.....l ≦1) である。
を有する酸化物膜がある。そして、この酸化物膜は、組
成が (RE1aRE2b.....REnl)Ba2Cu3O6+d, RE1≠RE2≠......≠REn (RE1,RE2,....REn = Y,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,T
m,Yb), (a+b+.....+l=1, 0 ≦a,b,.....l ≦1) である。
【０００９】また、他の超電導酸化物膜として、組成が RE1+xBa2-xCu3O6+d (RE =La,Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), (-0.05≦x≦0.2) のものも用いられる。
【００１０】基板面内で2軸配向した酸化物中間層は、
基板に平行な面が{100}が適当であり、材料としては酸
化マグネシウムが適当である。基板に平行な面が{100}
である酸化マグネシウムはよりよい効果を奏する。
基板に平行な面が{100}が適当であり、材料としては酸
化マグネシウムが適当である。基板に平行な面が{100}
である酸化マグネシウムはよりよい効果を奏する。
【００１１】基板面内で2軸配向した酸化物中間層は、
超電導酸化物との格子ミスフィットが6〜11%であるとき
よい効果を奏する。中間層の酸化物と超電導酸化物との
格子ミスフィットが6〜11%と高い場合、中間層の酸化物
上に成長する超電導酸化物膜は面内配向にゆらぎを持つ
擬エピタキシャル成長をする。
超電導酸化物との格子ミスフィットが6〜11%であるとき
よい効果を奏する。中間層の酸化物と超電導酸化物との
格子ミスフィットが6〜11%と高い場合、中間層の酸化物
上に成長する超電導酸化物膜は面内配向にゆらぎを持つ
擬エピタキシャル成長をする。
【００１２】このゆらぎのために中間層の酸化物上に作
製するc軸配向した超電導酸化物膜には図1に示すような
超電導電流のパスを遮らない程度の傾角が1゜未満の低
傾角粒界が多数生じる。この低傾角粒界が磁場をトラッ
プするピン止め点として働くため、磁場中での高臨界電
流密度化が可能となった。
製するc軸配向した超電導酸化物膜には図1に示すような
超電導電流のパスを遮らない程度の傾角が1゜未満の低
傾角粒界が多数生じる。この低傾角粒界が磁場をトラッ
プするピン止め点として働くため、磁場中での高臨界電
流密度化が可能となった。
【００１３】ここでいう金属銀基板は、{100}<001>集合
組織を持っていることが重要である。材質は必ずしも純
金属である必要はなく、合金やセラミックスを微細分散
させた金属複合体なども含まれる。
組織を持っていることが重要である。材質は必ずしも純
金属である必要はなく、合金やセラミックスを微細分散
させた金属複合体なども含まれる。
【００１４】
実施例１ 基板は{100}<001>集合組織を持つ金属銀テープを用意
し、MgO中間層はRFスパッタ法により形成した。Ag(100)
とMgO(100)の間の格子ミスフィットは約3%である。基板
温度は700℃、圧力1.6Pa、出力は200Wとした。MgO中間
層の厚みは3000とした。MgOは面内配向したことが確認
された。この上にY123ターゲットを用いたPLD法によりY
123膜を1μmを形成した。また比較のためMgO中間層を形
成しないで、金属銀テープ上に直接Y123をPLD法で成膜
したサンプルも用意した。MgO中間層の有無に関わら
ず、Y123はc軸配向したものが得られた。
し、MgO中間層はRFスパッタ法により形成した。Ag(100)
とMgO(100)の間の格子ミスフィットは約3%である。基板
温度は700℃、圧力1.6Pa、出力は200Wとした。MgO中間
層の厚みは3000とした。MgOは面内配向したことが確認
された。この上にY123ターゲットを用いたPLD法によりY
123膜を1μmを形成した。また比較のためMgO中間層を形
成しないで、金属銀テープ上に直接Y123をPLD法で成膜
したサンプルも用意した。MgO中間層の有無に関わら
ず、Y123はc軸配向したものが得られた。
【００１５】図2にY123膜の(103)面の極点図を示す。金
属銀テープ上に直接Y123を成膜したものは8回対称を示
したが、MgO中間層上に成膜したものは、4回対称を示
し、面内配向がとれたことが確認された。図3に酸素ア
ニール後に磁場中での臨界電流密度を測定した結果を示
す。MgO中間層を形成したサンプルは、臨界電流密度が
大幅に向上した。
属銀テープ上に直接Y123を成膜したものは8回対称を示
したが、MgO中間層上に成膜したものは、4回対称を示
し、面内配向がとれたことが確認された。図3に酸素ア
ニール後に磁場中での臨界電流密度を測定した結果を示
す。MgO中間層を形成したサンプルは、臨界電流密度が
大幅に向上した。
【００１６】
【発明の効果】本発明の超電導線材の製法により、{10
0}<001>集合組織を持つ金属銀上に2軸配向した超電導酸
化物膜の成長を可能とし、さらに超電導酸化物膜への低
傾角粒界導入による磁場中での超電導酸化物膜の臨界電
流密度を向上させることができた。
0}<001>集合組織を持つ金属銀上に2軸配向した超電導酸
化物膜の成長を可能とし、さらに超電導酸化物膜への低
傾角粒界導入による磁場中での超電導酸化物膜の臨界電
流密度を向上させることができた。
【図１】本発明の超電導線材の断面構造を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の超電導線材のY123膜の(103)面の極点
図である。
図である。
【図３】酸素アニール後の超電導線材の磁場中での臨界
電流密度のグラフである。
電流密度のグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005108 株式会社日立製作所 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 (72)発明者 新居 裕介 愛知県名古屋市熱田区六野２丁目４番１号 財団法人国際超電導産業技術研究センタ ー 超電導工学研究所 名古屋研究室内 (72)発明者 山田 容士 愛知県名古屋市熱田区六野２丁目４番１号 財団法人国際超電導産業技術研究センタ ー 超電導工学研究所 名古屋研究室内 (72)発明者 川嶋 純一 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 文 建国 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団法 人国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 平林 泉 愛知県名古屋市熱田区六野２丁目４番１号 財団法人国際超電導産業技術研究センタ ー 超電導工学研究所 名古屋研究室内 (72)発明者 腰塚 直己 東京都江東区東雲１丁目14番３号 財団法 人国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 東山 和寿 茨城県日立市大みか町７丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 藤原 徹男 茨城県日立市大みか町７丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】基板面内で2軸配向した酸化物中間層が形
成された{100}<001>集合組織を持つ金属銀基板上に形成
された超電導酸化物膜を持つ超電導線材。 - 【請求項２】前記超電導酸化物膜は、Y123型結晶構造を
有することを特徴とする請求項１記載の超電導線材。 - 【請求項３】前記酸化物膜の組成が (RE1aRE2b.....REnl)Ba2Cu3O6+d,RE1≠RE2≠......≠RE
n (RE1,RE2,....REn =Y,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,T
m,Yb), (a+b+.....+l=1, 0 ≦a,b,.....l ≦1) であることを特徴とする請求項１または２記載の超電導
線材。 - 【請求項４】前記酸化物膜の組成が RE1+xBa2-xCu3O6+d (RE =La,Pr, Nd, Sm, Eu, Gd), (-
0.05≦x≦0.2) であることを特徴とする請求項１または２記載の超電導
線材。 - 【請求項５】前記酸化物中間層と前記超電導酸化物との
格子ミスフィットが6〜11%であることを特徴とする請求
項１記載の超電導線材。 - 【請求項６】前記酸化物中間層は、基板に平行な面が{1
00}であることを特徴とする請求項１記載の超電導線
材。 - 【請求項７】前記酸化物中間層は、酸化マグネシウムで
あることを特徴とする請求項１記載の超電導線材。 - 【請求項８】前記酸化物中間層は、基板に平行な面が{1
00}である酸化マグネシウムであることを特徴とする請
求項１記載の超電導線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283155A JPH11111080A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 高臨界電流密度をもつ超電導線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9283155A JPH11111080A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 高臨界電流密度をもつ超電導線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111080A true JPH11111080A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17661921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9283155A Pending JPH11111080A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 高臨界電流密度をもつ超電導線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11111080A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100182A1 (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-18 | International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation | 希土類系酸化物超電導体及びその製造方法 |
| JP2008266687A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Chubu Electric Power Co Inc | エピタキシャル薄膜形成用のクラッド配向金属基板及びその製造方法 |
| JP2009238557A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 酸化物超電導体およびその製造方法。 |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP9283155A patent/JPH11111080A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100182A1 (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-18 | International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation | 希土類系酸化物超電導体及びその製造方法 |
| US7473670B2 (en) | 2003-05-07 | 2009-01-06 | International Superconductivity Technology Center | Process for producing rare earth oxide superconductor |
| JP4709005B2 (ja) * | 2003-05-07 | 2011-06-22 | 財団法人国際超電導産業技術研究センター | 希土類系酸化物超電導体及びその製造方法 |
| JP2008266687A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Chubu Electric Power Co Inc | エピタキシャル薄膜形成用のクラッド配向金属基板及びその製造方法 |
| JP2009238557A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 酸化物超電導体およびその製造方法。 |
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