JPWO2015133505A1 - 酸化物超電導薄膜線材とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
金属基板と積層体とＣｕ安定化層を有する酸化物超電導薄膜線材であって、金属基板は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、導電層は、内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含み、積層体は、前記金属基板上に、金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層され、Ｃｕ安定化層は、積層体および金属基板の周囲を覆うように形成され、Ｃｕ安定化層およびＡｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、金属基板の前記導電層の少なくとも一部分に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通するように形成されている酸化物超電導薄膜線材。
Description
本発明は、酸化物超電導薄膜線材とその製造方法に関する。
液体窒素の温度で超電導性を有する高温超電導材料の発見以来、ケーブル、限流器、マグネットなどの電力機器への応用を目指した高温超電導線材の開発が活発に行われている。中でも基板上にレア・アース系の酸化物超電導材料の薄膜層（以下、「酸化物超電導層」ともいう）を形成させた酸化物超電導薄膜線材が注目されている。
このような酸化物超電導薄膜線材は、一般的に、幅広で２軸配向性の金属基板上に、ＲＥＢＣＯ（ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ：ＲＥはレア・アース）で示される酸化物超電導材料などからなる酸化物超電導層を形成させた後、所定の幅に切断すること（細線加工）により製造される（例えば、特許文献１〜４）。
具体的には、まず、幅広の金属基板上に、スパッタ法などを用いて、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリウム）、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）、ＣｅＯ２（酸化セリウム）などの酸化物層を中間層として形成する。
次に、中間層の上に、パルスレーザ蒸着法（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称：ＰＬＤ法）、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的蒸着法（ＰＶＤ法）や塗布熱分解法（ＭＯＤ法）などの化学的蒸着法（ＣＶＤ法）を用いて、酸化物超電導層を形成する。
次に、酸化物超電導層の上に、スパッタ法などを用いて、銀（Ａｇ）安定化層を形成する。以上により、幅広の酸化物超電導線材が作製される。
次に、この幅広の酸化物超電導線材を、機械スリットやレーザースリットなどを用いて、所定の幅に細線加工する。
図４は、このように細線加工された酸化物超電導薄膜線材の構成の一例を模式的に示す斜視図であり、酸化物超電導薄膜線材１は、金属基板Ｂ、中間層１４、酸化物超電導層１５、およびＡｇ安定化層１６を備えている。図４に示すように、金属基板Ｂとしては、支持基材となるステンレス（ＳＵＳ）層１１、配向層となる銅（Ｃｕ）層１２、酸化防止層となるニッケル（Ｎｉ）層１３から構成されるクラッド基板が広く用いられている。ここで、Ｃｕ層１２およびＮｉ層１３が金属基板Ｂの導電層である。
しかしながら、酸化物超電導層１５に臨界電流値（Ｉｃ）を超える電流が流れた場合、酸化物超電導層１５は超電導状態を保つことができなくなり、常電導状態になってしまう。この結果、酸化物超電導層１５に大きな抵抗が発生して発熱し、最終的には、酸化物超電導層１５を破損（焼損）してしまう恐れがある。
そこで、このように一時的にＩｃを超える電流（過電流）が流れることがあっても、この過電流が酸化物超電導層に流れないように、Ａｇ安定化層１６だけでなくＣｕ安定化層１７を設けて、図４に示すような酸化物超電導薄膜線材１としている。
これらの安定化層は、その厚みが厚いほど電気抵抗が小さくなるため、過電流による温度上昇が抑制されて焼損が発生する恐れが低減され、超電導状態への復帰も速くなる。
しかし、安定化層の厚みが増すにつれて酸化物超電導薄膜線材は曲げにくくなり、酸化物超電導薄膜線材としての特徴が失われる。また、製造コストも増大する。
そこで本発明は、酸化物超電導薄膜線材の曲げ易さを充分に維持しながら、大きな過電流にも充分に耐えることができる酸化物超電導薄膜線材とその製造方法を提供することを課題とする。
本発明の一局面は、
金属基板と積層体とＣｕ安定化層を有する酸化物超電導薄膜線材であって、
前記金属基板は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、
前記導電層は、内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含み、
前記積層体は、前記金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層され、
前記Ｃｕ安定化層は、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように形成され、
前記Ｃｕ安定化層および前記Ａｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、前記金属基板の前記導電層の少なくとも一部分に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている酸化物超電導薄膜線材に関する。
金属基板と積層体とＣｕ安定化層を有する酸化物超電導薄膜線材であって、
前記金属基板は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、
前記導電層は、内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含み、
前記積層体は、前記金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層され、
前記Ｃｕ安定化層は、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように形成され、
前記Ｃｕ安定化層および前記Ａｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、前記金属基板の前記導電層の少なくとも一部分に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている酸化物超電導薄膜線材に関する。
本発明の他の一局面は、
支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記金属基板および前記積層体から前記金属基板の前記導電層の一部を露出させる導電層露出工程と、
前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ｃｕ安定化層形成工程において、前記Ｃｕ安定化層が前記金属基板の前記導電層の露出した部分に接触して、電気的に導通するように前記Ｃｕ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法に関する。
支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記金属基板および前記積層体から前記金属基板の前記導電層の一部を露出させる導電層露出工程と、
前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ｃｕ安定化層形成工程において、前記Ｃｕ安定化層が前記金属基板の前記導電層の露出した部分に接触して、電気的に導通するように前記Ｃｕ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法に関する。
本発明のさらに他の一局面は、
支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記積層体の表面から前記金属基板の前記導電層に至る貫通孔を、少なくとも１箇所設ける導電層露出工程と、
前記積層体上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、
前記Ａｇ安定化層が形成された前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ａｇ安定化層形成工程において、前記貫通孔を貫通して前記金属基板の前記導電層に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように前記Ａｇ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法に関する。
支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記積層体の表面から前記金属基板の前記導電層に至る貫通孔を、少なくとも１箇所設ける導電層露出工程と、
前記積層体上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、
前記Ａｇ安定化層が形成された前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ａｇ安定化層形成工程において、前記貫通孔を貫通して前記金属基板の前記導電層に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように前記Ａｇ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法に関する。
本発明の別の一局面は、
支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記積層体および前記金属基板のサイド側端面から、前記金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる導電層露出工程と、
前記積層体および前記金属基板上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、
前記Ａｇ安定化層が形成された前記積層体および前記金属基板の周囲をさらに覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ａｇ安定化層形成工程において、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように前記Ａｇ安定化層を形成して、露出した前記金属基板の前記Ｃｕ層と前記Ａｇ安定化層とを導通させる酸化物超電導薄膜線材の製造方法に関する。
支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記積層体および前記金属基板のサイド側端面から、前記金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる導電層露出工程と、
前記積層体および前記金属基板上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、
前記Ａｇ安定化層が形成された前記積層体および前記金属基板の周囲をさらに覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ａｇ安定化層形成工程において、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように前記Ａｇ安定化層を形成して、露出した前記金属基板の前記Ｃｕ層と前記Ａｇ安定化層とを導通させる酸化物超電導薄膜線材の製造方法に関する。
本発明によれば、酸化物超電導薄膜線材の曲げ易さを充分に維持しながら、大きな過電流にも充分に耐えることができる酸化物超電導薄膜線材とその製造方法を提供することができる。
［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る酸化物超電導薄膜線材は、金属基板と積層体とＣｕ安定化層を有する酸化物超電導薄膜線材であって、前記金属基板は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層は、内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含み、前記積層体は、前記金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層され、前記Ｃｕ安定化層は、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように形成され、前記Ｃｕ安定化層および前記Ａｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、前記金属基板の前記導電層の少なくとも一部分に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている。
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る酸化物超電導薄膜線材は、金属基板と積層体とＣｕ安定化層を有する酸化物超電導薄膜線材であって、前記金属基板は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層は、内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含み、前記積層体は、前記金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層され、前記Ｃｕ安定化層は、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように形成され、前記Ｃｕ安定化層および前記Ａｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、前記金属基板の前記導電層の少なくとも一部分に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている。
本発明者は、前記した課題の解決について検討するに当って、従来の酸化物超電導薄膜線材の構造について詳細に観察したところ、図１に示すように、細線化された酸化物超電導薄膜線材１の切断面端部では、絶縁体である中間層１４により金属基板ＢのＣｕ層１２やＮｉ層１３とＡｇ安定化層１６とが覆われており、この状態を維持したまま、Ｃｕ安定化層１７が形成されていることが分かった。このような現象が生じた原因としては、細線化工程で、機械スリットの場合は刃が当ることによって基板に歪みが発生し、レーザースリットの場合は切断面が合金化してドロスが発生して、切断面端部にＣｕ層１２やＮｉ層１３が露出することが妨げられたためと推測される。
そこで、本発明者は、この金属基板Ｂの導電層を構成するＣｕ層１２やＮｉ層１３をＣｕ安定化層１７またはＡｇ安定化層１６の安定化層と電気的に導通させることができれば、これらの層も安定化層として機能させることができると考えた。即ち、従来の酸化物超電導薄膜線材において、単に、２軸配向層や酸化防止層を形成することを目的として使用されていたＣｕ層１２やＮｉ層１３を、酸化物超電導薄膜線材における過電流の通電経路として機能させることができれば、安定化層の厚みを増加させずに、大きな過電流にも充分に耐えることができることに思い至った。具体的には、Ｃｕ安定化層およびＡｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が金属基板の導電層の少なくとも一部分に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通するように形成することにより、過電流を金属基板にも流して、発熱を充分に抑制することができる。
（２）また、上記酸化物超電導薄膜線材においては、積層体の表面から金属基板の導電層に至る貫通孔が、少なくとも１箇所設けられており、Ｃｕ安定化層が、貫通孔を貫通して金属基板の導電層に接触して、金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されていることが好ましい。中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層された積層体に、金属基板の導電層まで貫通孔を貫通させて、Ｃｕ安定化層がこの貫通孔を貫通して金属基板の導電層に接触して電気的に導通するように、Ｃｕ安定化層が形成されているため、金属基板のＣｕ層とＣｕ安定化層との間で、過電流を一層小さな電気抵抗で導通させることができる。なお、Ｃｕ安定化層は、金属基板の導電層に含まれる表層に接触してもよいし、内層のＣｕ層に接触してもよい。Ｃｕ安定化層が導電層の表層に接触する場合には、表層を介して内層のＣｕ層と充分に小さな電気抵抗で導通する。
（３）また、上記酸化物超電導薄膜線材においては、Ｃｕ安定化層が、金属基板のＣｕ層のサイド側端面の少なくとも一部分と接触して、金属基板のＣｕ層と電気的に導通するようにしてもよい。金属基板のＣｕ層のサイド側端面の少なくとも一部分を露出させて、この露出部を介して、金属基板のＣｕ層とＣｕ安定化層とが電気的に導通するように、Ｃｕ安定化層を形成させることにより、過電流を金属基板にも流して、発熱を充分に抑制することができる。
（４）また、上記酸化物超電導薄膜線材においては、積層体の表面から金属基板の導電層に至る貫通孔が、少なくとも１箇所設けられており、Ａｇ安定化層が、貫通孔を貫通して金属基板の導電層に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通するように形成してもよい。貫通孔を金属基板の導電層まで貫通させて、導電性に優れたＡｇ安定化層がこの貫通孔を貫通して金属基板の導電層に接触して電気的に導通するように、Ａｇ安定化層が形成されているため、金属基板のＣｕ層とＡｇ安定化層との間で、過電流を一層小さな電気抵抗で導通させることができる。なお、Ａｇ安定化層は、金属基板の導電層に含まれる表層に接触してもよいし、内層のＣｕ層に接触してもよい。Ａｇ安定化層が導電層の表層に接触する場合には、表層を介して内層のＣｕ層と充分に小さな電気抵抗で導通する。
（５）また、上記酸化物超電導薄膜線材においては、Ａｇ安定化層が、金属基板のＣｕ層のサイド側端面の少なくとも一部分と接触して、金属基板のＣｕ層と電気的に導通していてもよい。金属基板のＣｕ層のサイド側端面の少なくとも一部分を露出させて、この露出部を介して、金属基板のＣｕ層とＡｇ安定化層とが電気的に導通するように、Ａｇ安定化層を形成させることにより、過電流を金属基板にも流して、発熱を充分に抑制することができる。
（６）本発明の実施形態に係る酸化物超電導薄膜線材の製造方法は、支持基材と支持基材上に位置する導電層を備え、導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、細線化された金属基板および積層体から金属基板の導電層の一部を露出させる導電層露出工程と、積層体および金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、Ｃｕ安定化層形成工程において、Ｃｕ安定化層が金属基板の導電層の露出した部分に接触して、電気的に導通するようにＣｕ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法である。
これにより、上記（１）〜（３）の酸化物超電導薄膜線材を高品質、且つ効率良く、低コストで製造することが可能な酸化物超電導薄膜線材の製造方法を提供することができる。
（７）上記酸化物超電導薄膜線材の製造方法において、導電層露出工程は、細線化された積層体の表面から金属基板の導電層に至る貫通孔を、少なくとも１箇所設ける導電層露出工程であり、Ｃｕ安定化層形成工程において、貫通孔を貫通して金属基板の導電層に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通するようにＣｕ安定化層を形成してもよい。積層体に貫通孔を形成することで金属基板の導電層を確実に露出させることができ、これによりＣｕ安定化層と金属基板の導電層を充分小さな電気抵抗で導通させることができる。なお、Ｃｕ安定化層は、金属基板の表層に至る貫通孔を形成して表層に接触させてもよいし、あるいは金属基板のＣｕ層に至る貫通孔を形成してＣｕ層に接触させてもよい。
（８）また、上記酸化物超電導薄膜線材の製造方法においては、導電層露出工程は、細線化された積層体および金属基板のサイド側端面から、金属基板のＣｕ層の少なくとも一部分を露出させる導電層露出工程であり、Ｃｕ安定化層形成工程は、積層体および金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成して、露出した金属基板のＣｕ層とＣｕ安定化層とを導通させるＣｕ安定化層形成工程としてもよい。金属基板のＣｕ層のサイド側端面は簡便な方法で露出させることができ、これによりＣｕ安定化層と金属基板のＣｕ層を充分小さな電気抵抗で導通させることができる。
（９）また、上記酸化物超電導薄膜線材の製造方法においては、導電層露出工程において、細線化された前記積層体および金属基板のサイド側端面を研磨して、金属基板のＣｕ層の少なくとも一部分を露出させるＣｕ層露出工程であることが好ましい。Ｃｕ層を露出させる具体的な方法としては、金属基板のＣｕ層を覆っている絶縁体を確実に除去できる限り、特に限定されないが、研磨は簡便な作業でありながら、確実にＣｕ層を露出させることができるため好ましい。
（１０）また、本発明の実施形態に係る酸化物超電導薄膜線材の他の製造方法は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、金属基板および積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、細線化された積層体の表面から金属基板の導電層に至る貫通孔を、少なくとも１箇所設ける導電層露出工程と、積層体上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、Ａｇ安定化層が形成された積層体および金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、Ａｇ安定化層形成工程において、貫通孔を貫通して金属基板の導電層に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通するようにＡｇ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法である。
上記製造方法では、導電性に優れたＡｇ安定化層を貫通孔を貫通して金属基板の導電層の表層またはＣｕ層と接触させることにより、金属基板の表層またはＣｕ層とＡｇ安定化層との間を充分に小さい電気抵抗で導通できる。また、Ｃｕ安定化層形成をめっきにより行う場合には、Ｃｕ安定化層形成の前に、貫通孔内に露出した酸化物超電導層の端面をＡｇ安定化層で覆うことによりめっき液による酸化物超電導層の劣化を防止することができる。これにより、上記（１）および（４）の酸化物超電導薄膜線材を高品質で、且つ効率良く、低コストで製造することが可能な酸化物超電導薄膜線材の製造方法を提供することができる。
（１１）また、本発明の実施形態に係る酸化物超電導薄膜線材のさらに他の製造方法は、支持基材と支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、金属基板および積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、細線化された積層体および金属基板のサイド側端面から、金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる導電層露出工程と、積層体および金属基板上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、前記Ａｇ安定化層が形成された積層体および金属基板の周囲をさらに覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、Ａｇ安定化層形成工程において、積層体および金属基板の周囲を覆うようにＡｇ安定化層を形成して、露出した金属基板のＣｕ層とＡｇ安定化層とを導通させる酸化物超電導薄膜線材の製造方法である。
上記製造方法では、導電性に優れたＡｇ安定化層を、露出した金属基板のＣｕ層と接触させることにより、金属基板のＣｕ層とＡｇ安定化層との間を充分小さい電気抵抗で導通できる。また、Ｃｕ安定化層形成をめっきにより行う場合には、Ｃｕ安定化層形成の前に、金属基板のサイド側端面に露出した酸化物超電導層の端面をＡｇ安定化層で覆うことによりめっき液による酸化物超電導層の劣化を防止することができる。これにより、上記（１）および（５）の酸化物超電導薄膜線材を高品質で、且つ効率良く、低コストで製造することが可能な酸化物超電導薄膜線材の製造方法を提供することができる。
（１２）また、上記酸化物超電導薄膜線材の製造方法においては、導電層露出工程において、細線化された積層体および金属基板のサイド側端面を研磨して、金属基板のＣｕ層の少なくとも一部分を露出させるＣｕ層露出工程であることが好ましい。Ｃｕ層を露出させる具体的な方法としては、金属基板のＣｕ層を覆っている絶縁体を確実に除去できる限り、特に限定されないが、研磨は簡便な作業でありながら、確実にＣｕ層を露出させることができるため好ましい。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る酸化物超電導薄膜線材の一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。また、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。
以下、本発明に係る酸化物超電導薄膜線材の一実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。また、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、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。
１．酸化物超電導薄膜線材の構造
はじめに酸化物超電導薄膜線材の構造について説明する。本実施の形態の酸化物超電導薄膜線材の基本的な構造は、Ｃｕ安定化層およびＡｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、金属基板の導電層の少なくとも一部分に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通していること以外は、図４に示した酸化物超電導薄膜線材と同じである。
はじめに酸化物超電導薄膜線材の構造について説明する。本実施の形態の酸化物超電導薄膜線材の基本的な構造は、Ｃｕ安定化層およびＡｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、金属基板の導電層の少なくとも一部分に接触して、金属基板の導電層と電気的に導通していること以外は、図４に示した酸化物超電導薄膜線材と同じである。
図２Ａを参照して、本実施の形態における酸化物超電導薄膜線材を説明する。図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１において、１７ａはＣｕ安定化層の一部分であり、１８は貫通孔であり、Ｓは中間層１４、酸化物超電導層１５およびＡｇ安定化層１６を積層させた積層体である。この酸化物超電導薄膜線材１においては、貫通孔１８が積層体Ｓを貫通しており、Ｃｕ安定化層の一部分１７ａが貫通孔１８を貫通して金属基板Ｂの導電層の表層（具体的にはＮｉ層１３）に接触している。図２Ａに示す通り、Ｃｕ安定化層の一部分１７ａが金属基板Ｂの導電層の表層（具体的にはＮｉ層１３）に接触しており、金属基板ＢのＣｕ層１２がＮｉ層１３を介し、充分に小さな電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通する。これによって、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
（変形例１）
また、Ｃｕ安定化層１７は金属基板Ｂの導電層のＣｕ層１２と接触させてもよい。図２Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、貫通孔１８が金属基板ＢのＣｕ層１２にまで達しており、Ｃｕ安定化層１７の一部分１７ａが直接Ｃｕ層１２と接触している点で、図２Ａの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。Ｃｕ安定化層１７が直接Ｃｕ層１２と接触していることにより、Ｃｕ層１２は、より充分に小さな電気抵抗でＣｕ安定化層と導通する。これによって、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
また、Ｃｕ安定化層１７は金属基板Ｂの導電層のＣｕ層１２と接触させてもよい。図２Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、貫通孔１８が金属基板ＢのＣｕ層１２にまで達しており、Ｃｕ安定化層１７の一部分１７ａが直接Ｃｕ層１２と接触している点で、図２Ａの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。Ｃｕ安定化層１７が直接Ｃｕ層１２と接触していることにより、Ｃｕ層１２は、より充分に小さな電気抵抗でＣｕ安定化層と導通する。これによって、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
即ち、図１に示すようにＣｕ層１２は絶縁体である中間層１４によって覆われているため酸化物超電導層１５と電気的に接続されていない。これは、上記したように、細線化工程で、機械スリットの場合は刃が当ることによって基板に歪みが発生するため、またレーザースリットの場合は切断面が合金化してドロスが発生するため、Ｃｕ層１２がサイド端部に露出しないからである。このため、貫通孔１８を設けない場合、Ｃｕ層１２は、導電性が高いとはいえないＳＵＳ層１１を介してＣｕ安定化層１７と導通し、且つ酸化物超電導層１５とは遠回りをして導通するため過電流の通電経路とはなりにくい。一方、図２Ａおよび図２Ｂに示すように貫通孔１８を設けた場合には金属基板のＣｕ層１２が上記のように充分に小さい電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通する。このため、充分に通電経路として機能させることができる。
貫通孔１８の数は特に限定されず、酸化物超電導薄膜線材の長手方向に複数、幅方向にも複数設けることができる。また、貫通孔１８として平面視長方形の貫通溝を設ける場合、溝の長さは特に限定されない。また、貫通孔１８が平面視長方形の場合の幅または貫通孔１８が平面視円形状の場合の直径は、充分に大きな電流を通電することができるよう、且つＩｃの低下が充分に抑制されるよう、酸化物超電導薄膜線材の幅、貫通孔の数、想定される過電流の大きさを考慮し、また貫通孔１８の内部にもＣｕを形成させるようにすることなども考慮して適宜決定されるが、一般的に貫通孔１８の幅または直径は０．１〜０．５ｍｍが好ましく、０．２〜０．４ｍｍであるとより好ましい。
（変形例２）
図２Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ｃｕ安定化層１７が金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９に接触している点で、図２Ａおよび図２Ｂの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。本実施態様の酸化物超電導薄膜線材１の場合、金属基板Ｂのサイド端部でＣｕ層１２が露出しており、Ｃｕ安定化層１７がＣｕ層１２のサイド側端面１９と接触している。これにより、金属基板ＢのＣｕ層１２が充分に小さな電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通する。このようにＣｕ層１２を充分に小さい電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通させることによって、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
図２Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ｃｕ安定化層１７が金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９に接触している点で、図２Ａおよび図２Ｂの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。本実施態様の酸化物超電導薄膜線材１の場合、金属基板Ｂのサイド端部でＣｕ層１２が露出しており、Ｃｕ安定化層１７がＣｕ層１２のサイド側端面１９と接触している。これにより、金属基板ＢのＣｕ層１２が充分に小さな電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通する。このようにＣｕ層１２を充分に小さい電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通させることによって、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
これは、上記したように、細線化工程後、金属基板ＢのＣｕ層１２は絶縁体である中間層１４によって覆われてサイド端部に露出しないため、酸化物超電導層１５と電気的に接続されていない。このため、Ｃｕ層１２が金属基板Ｂのサイド端部に露出していない場合、Ｃｕ層１２は、導電性が高いとはいえないＳＵＳ層１１を介してＣｕ安定化層１７と導通し、且つ酸化物超電導層１５とは遠回りをして導通するため過電流の通電経路とはなりにくい。一方、図２Ｃに示すようにＣｕ層１２を露出させた場合にはＣｕ層１２が上記のように充分に小さい電気抵抗でＣｕ安定化層１７と導通する。このため、充分に通電経路として機能させることができる。
Ｃｕ層１２の露出箇所の位置や数は特に限定されず、Ｃｕ層１２の一方のサイドでもよく、図２Ｃに示すように両方のサイドでもよく、想定される過電流の大きさなどに応じて露出箇所の大きさ（面積）および個数を設定すればよい。
（変形例３）
図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ａｇ安定化層の一部分１６ａが貫通孔１８を貫通して金属基板Ｂの導電層の表層（具体的にはＮｉ層１３）に接触している点で、図２Ａの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。貫通孔内には、Ａｇ安定化層の一部分１６ａがＮｉ層１３と接触するように形成され、その上にＣｕ安定化層１７が形成されている。導電性の優れたＡｇ安定化層１６が、貫通孔内に露出した金属基板Ｂの表層（具体的にはＮｉ層１３）と接触することにより、Ｎｉ層１３を介して金属基板ＢのＣｕ層１２とＡｇ安定化層１６とが充分に小さな電気抵抗で導通する。これにより、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ａｇ安定化層の一部分１６ａが貫通孔１８を貫通して金属基板Ｂの導電層の表層（具体的にはＮｉ層１３）に接触している点で、図２Ａの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。貫通孔内には、Ａｇ安定化層の一部分１６ａがＮｉ層１３と接触するように形成され、その上にＣｕ安定化層１７が形成されている。導電性の優れたＡｇ安定化層１６が、貫通孔内に露出した金属基板Ｂの表層（具体的にはＮｉ層１３）と接触することにより、Ｎｉ層１３を介して金属基板ＢのＣｕ層１２とＡｇ安定化層１６とが充分に小さな電気抵抗で導通する。これにより、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
（変形例４）
また、Ａｇ安定化層は金属基板Ｂの導電層のＣｕ層と直接接触させてもよい。図３Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、貫通孔１８が金属基板ＢのＣｕ層１２にまで達しており、Ａｇ安定化層１６の一部分１６ａが直接Ｃｕ層１２と接触している点で、図３Ａの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。貫通孔内には、Ａｇ安定化層の一部分１６ａがＣｕ層１２と接触するように形成され、その上にＣｕ安定化層１７が形成されている。導電性の優れたＡｇ安定化層１７が直接Ｃｕ層１２と接触していることにより、Ｃｕ層１２は、より充分に小さな電気抵抗でＡｇ安定化層１６と導通する。これにより、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
また、Ａｇ安定化層は金属基板Ｂの導電層のＣｕ層と直接接触させてもよい。図３Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、貫通孔１８が金属基板ＢのＣｕ層１２にまで達しており、Ａｇ安定化層１６の一部分１６ａが直接Ｃｕ層１２と接触している点で、図３Ａの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。貫通孔内には、Ａｇ安定化層の一部分１６ａがＣｕ層１２と接触するように形成され、その上にＣｕ安定化層１７が形成されている。導電性の優れたＡｇ安定化層１７が直接Ｃｕ層１２と接触していることにより、Ｃｕ層１２は、より充分に小さな電気抵抗でＡｇ安定化層１６と導通する。これにより、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
これは、前記したように、細線化工程後、金属基板ＢのＣｕ層１２は絶縁体である中間層１４によって覆われてサイド端部に露出しないため、酸化物超電導層１５と電気的に接続されていない。このため、貫通孔１８を設けない場合、Ｃｕ層１２は、導電性が高いとはいえないＳＵＳ層１１を介してＣｕ安定化層１７やＡｇ安定化層１６と導通し、且つ酸化物超電導層１５とは遠回りをして導通するため過電流の通電経路とはなりにくい。一方、図３Ａおよび図３Ｂに示すように貫通孔１８を設けた場合には金属基板のＣｕ層１２が上記のように充分に小さい電気抵抗でＡｇ安定化層１６と導通する。このため、充分に通電経路として機能させることができる。
貫通孔１８の数は特に限定されず、酸化物超電導薄膜線材の長手方向に複数、幅方向にも複数設けることができる。また、貫通孔１８として平面視長方形の貫通溝を設ける場合、溝の長さは特に限定されない。また、貫通孔１８が平面視長方形の場合の幅または貫通孔１８が平面視円形状の場合の直径は、充分に大きな電流を通電することができるよう、且つＩｃの低下が充分に抑制されるよう、酸化物超電導薄膜線材の幅、貫通孔の数、想定される過電流の大きさを考慮し、また貫通孔１８の内部にもＡｇを形成させるようにすることなども考慮して適宜決定されるが、一般的に貫通孔１８の幅または直径は０．１〜０．５ｍｍが好ましく、０．２〜０．４ｍｍであるとより好ましい。
（変形例５）
図３Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ａｇ安定化層１６が金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９で接触している点で、図３Ａおよび図３Ｂの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。本実施態様の酸化物超電導薄膜線材１の場合、金属基板Ｂのサイド端部でＣｕ層１２が露出しており、導電性に優れたＡｇ安定化層１６がＣｕ層１２のサイド側端面１９と接触している。これにより、金属基板ＢのＣｕ層１２が充分に小さな電気抵抗でＡｇ安定化層１６と導通する。これにより、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
図３Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ａｇ安定化層１６が金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９で接触している点で、図３Ａおよび図３Ｂの酸化物超電導薄膜線材１と異なる。本実施態様の酸化物超電導薄膜線材１の場合、金属基板Ｂのサイド端部でＣｕ層１２が露出しており、導電性に優れたＡｇ安定化層１６がＣｕ層１２のサイド側端面１９と接触している。これにより、金属基板ＢのＣｕ層１２が充分に小さな電気抵抗でＡｇ安定化層１６と導通する。これにより、従来過電流の通電経路として機能しにくかったＣｕ層１２を通電経路として充分に機能させることが可能となり、安定化層の厚みを増加させなくても、大きな過電流に耐えることができる。
これは、上記したように、細線化工程後、金属基板ＢのＣｕ層１２は絶縁体である中間層１４によって覆われてサイド端部に露出しないため、酸化物超電導層１５と電気的に接続されていない。このため、Ｃｕ層１２が金属基板Ｂのサイド端部に露出していない場合、Ｃｕ層１２は、導電性が高いとはいえないＳＵＳ層１１を介してＣｕ安定化層１７やＡｇ安定化層１６と導通し、且つ酸化物超電導層１５とは遠回りをして導通するため過電流の通電経路とはなりにくい。一方、図３Ｃに示すようにＣｕ層１２を露出させた場合にはＣｕ層１２が上記のように充分に小さい電気抵抗でＡｇ安定化層１６と導通する。このため、充分に通電経路として機能させることができる。
Ｃｕ層１２の露出箇所の位置や数は特に限定されず、Ｃｕ層１２の一方のサイドでもよく、図３Ｃに示すように両方のサイドでもよく、想定される過電流の大きさなどに応じて露出箇所の大きさ（面積）および個数を設定すればよい。
２．酸化物超電導薄膜線材を構成する部材
（１）金属基板
金属基板Ｂは、支持基材と支持基材上に位置する導電層を有する。金属基板ＢにはＣｕ層１２を備える２軸配向性の金属基板が用いられ、例えばＳＵＳ／Ｃｕ／Ｎｉクラッド材である。例えば、ＳＵＳ層１１、Ｃｕ層１２およびＮｉ層１３の厚みがそれぞれ１００μｍ程度、２０〜５０μｍ、２〜３μｍの金属基板が好ましく用いられる。ここで、ＳＵＳ層は支持基材であり、導電層は内層のＣｕ層１２および表層のＮｉ層１３である。導電層のＣｕ層１２およびＮｉ層１３はＳＵＳ層１１より導電性に優れる。このような金属基板Ｂは、例えば圧延によりＳＵＳ層１１にＣｕを貼り合わせた後、Ｃｕ層１２の表面にＮｉめっきを施すことによって製造される。
（１）金属基板
金属基板Ｂは、支持基材と支持基材上に位置する導電層を有する。金属基板ＢにはＣｕ層１２を備える２軸配向性の金属基板が用いられ、例えばＳＵＳ／Ｃｕ／Ｎｉクラッド材である。例えば、ＳＵＳ層１１、Ｃｕ層１２およびＮｉ層１３の厚みがそれぞれ１００μｍ程度、２０〜５０μｍ、２〜３μｍの金属基板が好ましく用いられる。ここで、ＳＵＳ層は支持基材であり、導電層は内層のＣｕ層１２および表層のＮｉ層１３である。導電層のＣｕ層１２およびＮｉ層１３はＳＵＳ層１１より導電性に優れる。このような金属基板Ｂは、例えば圧延によりＳＵＳ層１１にＣｕを貼り合わせた後、Ｃｕ層１２の表面にＮｉめっきを施すことによって製造される。
（２）中間層
中間層１４は、金属基板Ｂ側から順に金属基板の配向を引き継いで中間層をエピタキシャル成長させるためのシード層（種層）、金属基板ＢのＮｉなどの元素が酸化物超電導層１５側に拡散するのを防止するためのバリア層（拡散防止層）、酸化物超電導層１５と格子整合性を有し、酸化物超電導層をエピタキシャル成長させるためのキャップ層（格子整合層）の多層構造で形成されており、例えば、Ｙ２Ｏ３、ＹＳＺ、ＣｅＯ２の３層構造で、それぞれの厚みが０．１〜０．２μｍ、０．２〜０．４μｍ、０．１μｍ程度の中間層が好ましく用いられる。
中間層１４は、金属基板Ｂ側から順に金属基板の配向を引き継いで中間層をエピタキシャル成長させるためのシード層（種層）、金属基板ＢのＮｉなどの元素が酸化物超電導層１５側に拡散するのを防止するためのバリア層（拡散防止層）、酸化物超電導層１５と格子整合性を有し、酸化物超電導層をエピタキシャル成長させるためのキャップ層（格子整合層）の多層構造で形成されており、例えば、Ｙ２Ｏ３、ＹＳＺ、ＣｅＯ２の３層構造で、それぞれの厚みが０．１〜０．２μｍ、０．２〜０．４μｍ、０．１μｍ程度の中間層が好ましく用いられる。
（３）酸化物超電導層
酸化物超電導層１５は、エピタキシャル成長によって２軸配向させたレア・アース系の酸化物超電導材料で形成される。具体的には、例えばＧｄＢＣＯ（ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ）が好ましく用いられる。厚みは特に限定されず、要求性能などに応じて適宜決定されるが、例えば１〜５μｍである。なお、酸化物超電導層１５は、ＧｄＢＣＯに限定されるものではなく、ＲＥＢＣＯ（ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ：ＲＥはレア・アース元素）で示される酸化物超電導材料を用いることができる。
酸化物超電導層１５は、エピタキシャル成長によって２軸配向させたレア・アース系の酸化物超電導材料で形成される。具体的には、例えばＧｄＢＣＯ（ＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ）が好ましく用いられる。厚みは特に限定されず、要求性能などに応じて適宜決定されるが、例えば１〜５μｍである。なお、酸化物超電導層１５は、ＧｄＢＣＯに限定されるものではなく、ＲＥＢＣＯ（ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−δ：ＲＥはレア・アース元素）で示される酸化物超電導材料を用いることができる。
（４）安定化層
安定化層は、Ａｇ安定化層１６とＣｕ安定化層１７からなる。
Ａｇ安定化層１６は、酸化物超電導層１５上、あるいは、金属基板Ｂと積層体の外周面を覆うように、例えば５〜１０μｍの厚みで設けられている。Ａｇは導電性に優れ、且つ酸化物超電導材料やＣｕと密着性がよい金属であるため、酸化物超電導層１５、あるいは細線化された金属基板と積層体の外周面を被覆するとともに貫通孔１８を貫通する安定化層の材料として好適である。
Ｃｕ安定化層１７は、Ａｇ安定化層１６の外側に、酸化物超電導薄膜線材の外周面全体を被覆するように、例えば１０〜５０μｍの厚みで設けられている。Ｃｕは導電性に優れ、且つＡｇよりも安価であるため、このように細線化された金属基板と積層体の外周面を被覆するとともに貫通孔１８を貫通する安定化層の材料として好適である。
安定化層は、Ａｇ安定化層１６とＣｕ安定化層１７からなる。
Ａｇ安定化層１６は、酸化物超電導層１５上、あるいは、金属基板Ｂと積層体の外周面を覆うように、例えば５〜１０μｍの厚みで設けられている。Ａｇは導電性に優れ、且つ酸化物超電導材料やＣｕと密着性がよい金属であるため、酸化物超電導層１５、あるいは細線化された金属基板と積層体の外周面を被覆するとともに貫通孔１８を貫通する安定化層の材料として好適である。
Ｃｕ安定化層１７は、Ａｇ安定化層１６の外側に、酸化物超電導薄膜線材の外周面全体を被覆するように、例えば１０〜５０μｍの厚みで設けられている。Ｃｕは導電性に優れ、且つＡｇよりも安価であるため、このように細線化された金属基板と積層体の外周面を被覆するとともに貫通孔１８を貫通する安定化層の材料として好適である。
そして、上記したように、本発明の実施形態に係る酸化物超電導薄膜線材１においては、Ｃｕ安定化層１７またはＡｇ安定化層１６が金属基板Ｂの導電層と接触している。より具体的には、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂに示す通り、貫通孔１８を貫通してＣｕ安定化層１７の一部分１７ａまたはＡｇ安定化層１６の一部分１６ａが金属基板Ｂの表層（具体的には、Ｎｉ層１３）またはＣｕ層１２と接触している。また、図２Ｃおよび図３Ｃに示す通り、Ｃｕ安定化層１７またはＡｇ安定化層１６が、金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９の少なくとも一部分と接触する態様としてもよい。
３．酸化物超電導薄膜線材の製造方法
次に、本実施の形態に係る酸化物超電導薄膜線材１の製造方法について、まず、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１を例として、以下に工程順に説明する。
（１）中間層の形成
まず、金属基板Ｂ上に中間層１４を形成する。具体的には、例えば１０ｍｍもしくはそれ以上の幅の金属基板Ｂを用い、Ｎｉ層１３上にＹ２Ｏ３層、ＹＳＺ層、ＣｅＯ２層を順に形成する。中間層１４の形成には通常スパッタ法などのＰＶＤ法を用いる。
次に、本実施の形態に係る酸化物超電導薄膜線材１の製造方法について、まず、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１を例として、以下に工程順に説明する。
（１）中間層の形成
まず、金属基板Ｂ上に中間層１４を形成する。具体的には、例えば１０ｍｍもしくはそれ以上の幅の金属基板Ｂを用い、Ｎｉ層１３上にＹ２Ｏ３層、ＹＳＺ層、ＣｅＯ２層を順に形成する。中間層１４の形成には通常スパッタ法などのＰＶＤ法を用いる。
（２）酸化物超電導層の形成
次に、中間層１４上にエピタキシャル成長により酸化物超電導層１５を形成する。酸化物超電導層１５の成膜には前記のようにＰＶＤ法、ＭＯＤ法などを用いることができ、ＰＶＤ法としてはＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などを挙げることができるが、ＰＬＤ法を用いた場合、ターゲットと同じ組成比の薄膜を容易に形成できるため好ましい。
次に、中間層１４上にエピタキシャル成長により酸化物超電導層１５を形成する。酸化物超電導層１５の成膜には前記のようにＰＶＤ法、ＭＯＤ法などを用いることができ、ＰＶＤ法としてはＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などを挙げることができるが、ＰＬＤ法を用いた場合、ターゲットと同じ組成比の薄膜を容易に形成できるため好ましい。
また、成膜後、所定の温度・雰囲気の下で、所定時間アニールを行って酸化物超電導層１５を形成する。具体的には、例えばＯ２濃度１００ｐｐｍの雰囲気下、８００℃で１２０分間保持して高温低酸素アニールを行った後、Ｏ２濃度９８％の雰囲気下、５５０℃で１２０分間保持する酸素アニールを行う。
（３）Ａｇ安定化層の形成
次に、例えばＤＣスパッタ法などのスパッタ法を用いてＡｇ安定化層１６を酸化物超電導層１５上に形成する。なお、Ａｇ安定化層１６の形成後、必要に応じて酸素雰囲気中で熱処理を行う。
次に、例えばＤＣスパッタ法などのスパッタ法を用いてＡｇ安定化層１６を酸化物超電導層１５上に形成する。なお、Ａｇ安定化層１６の形成後、必要に応じて酸素雰囲気中で熱処理を行う。
（４）細線化
次に、前記した機械スリット、レーザースリットなどを用いて、中間層１４、酸化物超電導層１５およびＡｇ安定化層１６を積層した積層体Ｓと金属基板Ｂとを所定の幅に切断することにより細線化する。
次に、前記した機械スリット、レーザースリットなどを用いて、中間層１４、酸化物超電導層１５およびＡｇ安定化層１６を積層した積層体Ｓと金属基板Ｂとを所定の幅に切断することにより細線化する。
（５）導電層の露出加工
次に、細線化された金属基板Ｂおよび積層体Ｓから金属基板Ｂの導電層の一部を露出させる加工を行う。図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ａｇ安定化層１６、酸化物超電導層１５、中間層１４からなる積層体Ｓを貫通して金属基板Ｂの表層（具体的には、Ｎｉ層１３）に達する所定の大きさの貫通孔１８を、所定の数、所定の位置にレーザー加工等により形成する。
次に、細線化された金属基板Ｂおよび積層体Ｓから金属基板Ｂの導電層の一部を露出させる加工を行う。図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１においては、Ａｇ安定化層１６、酸化物超電導層１５、中間層１４からなる積層体Ｓを貫通して金属基板Ｂの表層（具体的には、Ｎｉ層１３）に達する所定の大きさの貫通孔１８を、所定の数、所定の位置にレーザー加工等により形成する。
（６）Ｃｕ安定化層の形成
次に、細線化され、貫通孔１８が形成された酸化物超電導薄膜線材の外周面にめっきによりＣｕ安定化層１７を形成する。このとき、上記（５）の導電層の露出加工において、形成された貫通孔１８の中にもＣｕがめっきされて、貫通孔１８を貫通するＣｕ安定化層１７の一部分１７ａが形成される。
次に、細線化され、貫通孔１８が形成された酸化物超電導薄膜線材の外周面にめっきによりＣｕ安定化層１７を形成する。このとき、上記（５）の導電層の露出加工において、形成された貫通孔１８の中にもＣｕがめっきされて、貫通孔１８を貫通するＣｕ安定化層１７の一部分１７ａが形成される。
めっきは、一例として以下の条件の下で行う。
めっき液：硫酸銅五水和物（ＣｕＳＯ４；５Ｈ２Ｏ） ７５ｇ／Ｌ
硫酸（Ｈ２ＳＯ４） １９０ｇ／Ｌ
塩化カリウム（ＫＣｌ） ７５ｇ／Ｌ
光沢剤 ０．００１ｇ／Ｌ
電流密度：５Ａ／ｄｍ２
めっき液：硫酸銅五水和物（ＣｕＳＯ４；５Ｈ２Ｏ） ７５ｇ／Ｌ
硫酸（Ｈ２ＳＯ４） １９０ｇ／Ｌ
塩化カリウム（ＫＣｌ） ７５ｇ／Ｌ
光沢剤 ０．００１ｇ／Ｌ
電流密度：５Ａ／ｄｍ２
（変形例１の製造方法）
図２Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例１）の製造方法については、上記した図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法における（５）の導電層の露出加工において、積層体Ｓに加えてＮｉ層１３をも貫通してＣｕ層１２にまで到達する貫通孔１８を形成する点で、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法と異なる。その他の工程は同じであるため説明を省略する。上記した通り、金属基板Ｂの導電層のＣｕ層１２およびＮｉ層１３の厚みは、それぞれ、例えば２０〜５０μｍ、および２〜３μｍである。このように、Ｎｉ層１３の厚みに比べてＣｕ層１２は十分に厚いため、Ｃｕ層１２に到達するように貫通孔を形成することはより容易である。
図２Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例１）の製造方法については、上記した図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法における（５）の導電層の露出加工において、積層体Ｓに加えてＮｉ層１３をも貫通してＣｕ層１２にまで到達する貫通孔１８を形成する点で、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法と異なる。その他の工程は同じであるため説明を省略する。上記した通り、金属基板Ｂの導電層のＣｕ層１２およびＮｉ層１３の厚みは、それぞれ、例えば２０〜５０μｍ、および２〜３μｍである。このように、Ｎｉ層１３の厚みに比べてＣｕ層１２は十分に厚いため、Ｃｕ層１２に到達するように貫通孔を形成することはより容易である。
（変形例２の製造方法）
図２Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例２）の製造方法については、上記した図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法における（５）の導電層の露出加工において、貫通孔を設けずに、金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９が露出される点で、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法と異なる。金属基板Ｂのサイド側端面のＣｕ層１２の露出加工は、金属基板Ｂのサイド側端面を被覆するドロスなどの被覆物を除去して、金属基板Ｂのサイド側端面にＣｕ層１２を露出させる。
図２Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例２）の製造方法については、上記した図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法における（５）の導電層の露出加工において、貫通孔を設けずに、金属基板ＢのＣｕ層１２のサイド側端面１９が露出される点で、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法と異なる。金属基板Ｂのサイド側端面のＣｕ層１２の露出加工は、金属基板Ｂのサイド側端面を被覆するドロスなどの被覆物を除去して、金属基板Ｂのサイド側端面にＣｕ層１２を露出させる。
露出の方法としては、積層体Ｓのサイド端部を基板を歪ませることなく切断可能な刃を有する特殊な切断装置を用いて積層体Ｓのサイド端部を切除する方法も考えられるが、研磨によって被覆物だけを除去する方法が線材の品質を低下させることなく確実に被覆物を除去してＣｕ層を露出させることができるため好ましい。そして、具体的な研磨方法としては、前記したように、例えば、砥粒による研削や、メカノケミカル研磨、サンドペーパーや研磨用ベルトによる研磨などの方法を採用することができる。
（変形例３の製造方法）
次に、図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例３）の製造方法について工程順に以下、説明する。
次に、図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例３）の製造方法について工程順に以下、説明する。
（１）中間層の形成、および（２）酸化物超電導層の形成
図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法の場合と同様にして、金属基板Ｂ上に中間層１４および酸化物超電導層１５を形成して積層体を形成する。なお、酸化物超電導層１５を形成後、その上に、Ａｇ安定化層１６を続いて形成して積層体としてもよいが、しなくてもよい。
図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法の場合と同様にして、金属基板Ｂ上に中間層１４および酸化物超電導層１５を形成して積層体を形成する。なお、酸化物超電導層１５を形成後、その上に、Ａｇ安定化層１６を続いて形成して積層体としてもよいが、しなくてもよい。
（３）細線化
次に、上記した機械スリット、レーザースリットなどを用いて、上記積層体と金属基板Ｂを所定の幅に切断することにより細線化する。
次に、上記した機械スリット、レーザースリットなどを用いて、上記積層体と金属基板Ｂを所定の幅に切断することにより細線化する。
（４）導電層の露出加工
次に、細線化された積層体および金属基板Ｂから金属基板Ｂの導電層の一部を露出させる加工を行う。図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法においては、上記積層体を貫通して金属基板Ｂの表層に達する所定の大きさの貫通孔１８を、所定の数、所定の位置にレーザー加工等により形成する。
次に、細線化された積層体および金属基板Ｂから金属基板Ｂの導電層の一部を露出させる加工を行う。図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法においては、上記積層体を貫通して金属基板Ｂの表層に達する所定の大きさの貫通孔１８を、所定の数、所定の位置にレーザー加工等により形成する。
（５）Ａｇ安定化層の形成
次に、例えばＤＣスパッタ法などのスパッタ法を用いて、上記積層体上にＡｇ安定化層１６を形成する。これにより、酸化物超電導層１５上にＡｇ安定化層が形成されると共に、上記の（４）導電層の露出加工において形成された貫通孔１８の中にもＡｇ層が形成されて、貫通孔１８を貫通するＡｇ安定化層１６の一部分１６ａが形成される。
次に、例えばＤＣスパッタ法などのスパッタ法を用いて、上記積層体上にＡｇ安定化層１６を形成する。これにより、酸化物超電導層１５上にＡｇ安定化層が形成されると共に、上記の（４）導電層の露出加工において形成された貫通孔１８の中にもＡｇ層が形成されて、貫通孔１８を貫通するＡｇ安定化層１６の一部分１６ａが形成される。
（６）Ｃｕ安定化層の形成
次に、酸化物超電導薄膜線材１の外周面にめっきによりＣｕ安定化層１７を形成する。これにより、積層体Ｓおよび金属基板Ｂの周囲を覆うようにＣｕ安定化層１７が形成される。このとき、貫通孔内に形成されたＡｇ安定化層の一部分１６ａ上にもＣｕ安定化層１７が形成される。この製造方法では、貫通孔内に露出した酸化物超電導層１５の端面はＡｇ安定化層１６で覆われているので、Ｃｕ安定化層形成において、めっき液による酸化物超電導層１５の劣化が防止できる。なお、めっきの条件は、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法に記載した通りである。
次に、酸化物超電導薄膜線材１の外周面にめっきによりＣｕ安定化層１７を形成する。これにより、積層体Ｓおよび金属基板Ｂの周囲を覆うようにＣｕ安定化層１７が形成される。このとき、貫通孔内に形成されたＡｇ安定化層の一部分１６ａ上にもＣｕ安定化層１７が形成される。この製造方法では、貫通孔内に露出した酸化物超電導層１５の端面はＡｇ安定化層１６で覆われているので、Ｃｕ安定化層形成において、めっき液による酸化物超電導層１５の劣化が防止できる。なお、めっきの条件は、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法に記載した通りである。
（変形例４の製造方法）
図３Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例４）の製造方法については、上記した変形例３の製造方法の（５）導電層の露出加工において、積層体に加えてＮｉ層１３をも貫通してＣｕ層１２にまで到達する貫通孔１８を形成する点で、図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例３）の製造方法と異なる。その他の工程は同じであるため説明を省略する。上記した通り、金属基板Ｂの導電層のＣｕ層１２およびＮｉ層１３は、それぞれ、例えば２０〜５０μｍ、および２〜３μｍの厚みである。このように、Ｎｉ層１３の厚みに比べてＣｕ層１２は十分に厚いため、Ｃｕ層１２に到達するように貫通孔を形成することはより容易である。
図３Ｂに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例４）の製造方法については、上記した変形例３の製造方法の（５）導電層の露出加工において、積層体に加えてＮｉ層１３をも貫通してＣｕ層１２にまで到達する貫通孔１８を形成する点で、図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例３）の製造方法と異なる。その他の工程は同じであるため説明を省略する。上記した通り、金属基板Ｂの導電層のＣｕ層１２およびＮｉ層１３は、それぞれ、例えば２０〜５０μｍ、および２〜３μｍの厚みである。このように、Ｎｉ層１３の厚みに比べてＣｕ層１２は十分に厚いため、Ｃｕ層１２に到達するように貫通孔を形成することはより容易である。
（変形例５の製造方法）
次に、図３Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例５）の製造方法について工程順に以下、説明する。
次に、図３Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例５）の製造方法について工程順に以下、説明する。
（１）中間層の形成、および（２）酸化物超電導層の形成
図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法の場合と同様にして、金属基板Ｂ上に中間層１４および酸化物超電導層１５を形成して積層体を形成する。なお、酸化物超電導層１５を形成後、その上に、Ａｇ安定化層１６を続いて形成して積層体としてもよいが、しなくてもよい。
図３Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法の場合と同様にして、金属基板Ｂ上に中間層１４および酸化物超電導層１５を形成して積層体を形成する。なお、酸化物超電導層１５を形成後、その上に、Ａｇ安定化層１６を続いて形成して積層体としてもよいが、しなくてもよい。
（３）細線化
次に、上記した機械スリット、レーザースリットなどを用いて、上記積層体と金属基板Ｂを所定の幅に切断することにより細線化する。
次に、上記した機械スリット、レーザースリットなどを用いて、上記積層体と金属基板Ｂを所定の幅に切断することにより細線化する。
（４）導電層の露出加工
次に、細線化された積層体および金属基板Ｂから金属基板Ｂの導電層の一部を露出させる加工を行う。図３Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例５）の製造方法においては、金属基板Ｂのサイド端部を被覆するドロスなどの被覆物を除去して、金属基板Ｂのサイド端部にＣｕ層１２を露出させる。露出の方法としては、積層体のサイド端部を基板を歪ませることなく切断可能な刃を有する特殊な切断装置を用いて積層体のサイド端部を切除する方法も考えられるが、研磨によって被覆物だけを除去する方法が線材の品質を低下させることなく確実に被覆物を除去してＣｕ層を露出させることができるため好ましい。そして、具体的な研磨方法としては、前記したように、例えば、砥粒による研削や、メカノケミカル研磨、サンドペーパーや研磨用ベルトによる研磨などの方法を採用することができる。
次に、細線化された積層体および金属基板Ｂから金属基板Ｂの導電層の一部を露出させる加工を行う。図３Ｃに示す酸化物超電導薄膜線材１（変形例５）の製造方法においては、金属基板Ｂのサイド端部を被覆するドロスなどの被覆物を除去して、金属基板Ｂのサイド端部にＣｕ層１２を露出させる。露出の方法としては、積層体のサイド端部を基板を歪ませることなく切断可能な刃を有する特殊な切断装置を用いて積層体のサイド端部を切除する方法も考えられるが、研磨によって被覆物だけを除去する方法が線材の品質を低下させることなく確実に被覆物を除去してＣｕ層を露出させることができるため好ましい。そして、具体的な研磨方法としては、前記したように、例えば、砥粒による研削や、メカノケミカル研磨、サンドペーパーや研磨用ベルトによる研磨などの方法を採用することができる。
（５）Ａｇ安定化層の形成
次に、例えばＤＣスパッタ法などのスパッタ法を用いて、上記積層体および金属基板Ｂの周囲を覆うようにＡｇ安定化層１６を形成する。これにより、酸化物超電導層１５上にＡｇ安定化層が形成されると共に、上記（４）の導電層の露出加工において金属基板Ｂのサイド端部に露出したＣｕ層１２のサイド側端面１９上にもＡｇ安定化層１６が形成される。
次に、例えばＤＣスパッタ法などのスパッタ法を用いて、上記積層体および金属基板Ｂの周囲を覆うようにＡｇ安定化層１６を形成する。これにより、酸化物超電導層１５上にＡｇ安定化層が形成されると共に、上記（４）の導電層の露出加工において金属基板Ｂのサイド端部に露出したＣｕ層１２のサイド側端面１９上にもＡｇ安定化層１６が形成される。
（６）Ｃｕ安定化層の形成
次に、Ａｇ安定化層が形成された酸化物超電導薄膜線材１の外周面にめっきによりＣｕ安定化層１７を形成する。このとき、金属基板Ｂのサイド側端面１９に露出した酸化物超電導層１５の端面はＡｇ安定化層１６で覆われているので、Ｃｕ安定化層形成において、めっき液による酸化物超電導層１５の劣化が防止できる。なお、めっきの条件は、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法に記載した通りである。
次に、Ａｇ安定化層が形成された酸化物超電導薄膜線材１の外周面にめっきによりＣｕ安定化層１７を形成する。このとき、金属基板Ｂのサイド側端面１９に露出した酸化物超電導層１５の端面はＡｇ安定化層１６で覆われているので、Ｃｕ安定化層形成において、めっき液による酸化物超電導層１５の劣化が防止できる。なお、めっきの条件は、図２Ａに示す酸化物超電導薄膜線材１の製造方法に記載した通りである。
上記のうち各部材について、好ましい構成（材料、膜厚）、成膜（製造）方法および役割（機能）をまとめて表１に示す。
［実験例］
次に、実験例に基づき、本発明をより具体的に説明する。
次に、実験例に基づき、本発明をより具体的に説明する。
１．酸化物超電導薄膜線材の作製
最初に、金属基板として、厚み１５０μｍ、幅３０ｍｍ、長さ１ｍのＳＵＳ／Ｃｕ／Ｎｉクラッド材（ＳＵＳ層：１００μｍ、Ｃｕ層：４８μｍ、Ｎｉ層：２μｍ）を用意した。次に、金属基板上に、スパッタ法を用いて、厚み０．５μｍの３層構造の中間層（Ｙ２Ｏ３：０．１μｍ、ＹＳＺ：０．３μｍ、ＣｅＯ２：０．１μｍ）を形成した。
最初に、金属基板として、厚み１５０μｍ、幅３０ｍｍ、長さ１ｍのＳＵＳ／Ｃｕ／Ｎｉクラッド材（ＳＵＳ層：１００μｍ、Ｃｕ層：４８μｍ、Ｎｉ層：２μｍ）を用意した。次に、金属基板上に、スパッタ法を用いて、厚み０．５μｍの３層構造の中間層（Ｙ２Ｏ３：０．１μｍ、ＹＳＺ：０．３μｍ、ＣｅＯ２：０．１μｍ）を形成した。
次に、ＰＬＤ法を用いてＧｄＢＣＯ酸化物超電導層（厚み４μｍ）を形成した後、スパッタ法を用いてＡｇ安定化層（厚み５μｍ）を形成して積層体とし、幅広の酸化物超電導薄膜線材を作製した。そして、幅広の酸化物超電導薄膜線材を幅４ｍｍに細線化した。
次に、細線化された酸化物超電導薄膜線材のＡｇ安定化層表面から金属基板のＣｕ層まで積層体を貫通する貫通溝（幅０．２ｍｍ）２本を、レーザー加工を用いて設けた。
次に、前記した処方のめっき液を用いて、５Ａ／ｄｍ２の電流密度で１０分間めっき処理することにより、厚み５０μｍのＣｕ安定化層を形成して、実験例１の酸化物超電導薄膜線材を作製した。このとき、貫通溝にもＣｕがめっきされて充填されていた。
また、細線化された酸化物超電導薄膜線材のサイド側端面を、２００番のサンドペーパーを用いて研磨して、金属基板のＣｕ層を露出させたことの他は、上記と同様にして実験例２の酸化物超電導薄膜線材として作製した。
一方、細線化された酸化物超電導薄膜線材に貫通溝を設けず、またサイド側端面も研磨しなかったことの他は、上記と同様にして実験例３の酸化物超電導薄膜線材として作製した。
なお、作製した各線材のＩｃ値は、いずれも２００Ａであった。
２．評価
次に、各実験例の酸化物超電導薄膜線材に１３ｍｓｅｃの矩形波で電流を印加し、酸化物超電導薄膜線材が破損（焼損）したときの電流値を測定した。その結果、実験例３では３５０Ａで焼損が発生したのに対し、実験例１および２では、同一サイズ、同一構成の酸化物超電導薄膜線材でありながら、５００Ａまで焼損が発生せず、１．４倍以上の過電流に耐えられることが確認された。
次に、各実験例の酸化物超電導薄膜線材に１３ｍｓｅｃの矩形波で電流を印加し、酸化物超電導薄膜線材が破損（焼損）したときの電流値を測定した。その結果、実験例３では３５０Ａで焼損が発生したのに対し、実験例１および２では、同一サイズ、同一構成の酸化物超電導薄膜線材でありながら、５００Ａまで焼損が発生せず、１．４倍以上の過電流に耐えられることが確認された。
そして、上記の結果は、金属基板の導電層に接触させる安定化層をＣｕ安定化層からＡｇ安定化層に変更しても、Ｃｕ安定化層の場合と同様であった。さらに、上記の結果は、酸化物超電導層をＧｄＢＣＯ酸化物超電導層からＹＢＣＯ酸化物超電導層に変更しても、ＧｄＢＣＯ酸化物超電導層の場合と同様であった。
本発明は、レア・アース系などの酸化物超電導層を備える超電導薄膜線材において、曲げにくくなるなどの超電導薄膜線材としての特徴を損なうことなく、より大きな過電流に対する耐性を有する超電導薄膜線材の提供を可能にするものであり、超電導線材の実用化の一層の推進に寄与する。
１ 酸化物超電導薄膜線材、１１ ＳＵＳ層、１２ Ｃｕ層、１３ Ｎｉ層、１４ 中間層、１５ 酸化物超電導層、１６ Ａｇ安定化層、１６ａ Ａｇ安定化層の一部分、１７ Ｃｕ安定化層、１７ａ Ｃｕ安定化層の一部分、１８ 貫通孔、１９ サイド側端面、Ｂ 金属基板、Ｓ 積層体
Claims (12)
- 金属基板と積層体とＣｕ安定化層を有する酸化物超電導薄膜線材であって、
前記金属基板は、支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、
前記導電層は、内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含み、
前記積層体は、前記金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層が積層され、
前記Ｃｕ安定化層は、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように形成され、
前記Ｃｕ安定化層および前記Ａｇ安定化層のうち少なくとも一方の安定化層が、前記金属基板の前記導電層の少なくとも一部分に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている酸化物超電導薄膜線材。 - 前記積層体の表面から前記金属基板の前記導電層に至る貫通孔が、少なくとも１箇所設けられており、前記Ｃｕ安定化層が、前記貫通孔を貫通して前記金属基板の前記導電層に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている請求項１に記載の酸化物超電導薄膜線材。
- 前記Ｃｕ安定化層が、前記金属基板の前記Ｃｕ層のサイド側端面の少なくとも一部分と接触して、前記金属基板の前記Ｃｕ層と電気的に導通している請求項１に記載の酸化物超電導薄膜線材。
- 前記積層体の表面から前記金属基板の前記導電層に至る貫通孔が、少なくとも１箇所設けられており、前記Ａｇ安定化層が、前記貫通孔を貫通して前記金属基板の前記導電層に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように形成されている請求項１に記載の酸化物超電導薄膜線材。
- 前記Ａｇ安定化層が、前記金属基板の前記Ｃｕ層のサイド側端面の少なくとも一部分と接触して、前記金属基板の前記Ｃｕ層と電気的に導通している請求項１に記載の酸化物超電導薄膜線材。
- 支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層、Ａｇ安定化層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記金属基板および前記積層体から前記金属基板の前記導電層の一部を露出させる導電層露出工程と、
前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ｃｕ安定化層形成工程において、前記Ｃｕ安定化層が前記金属基板の前記導電層の露出した部分に接触して、電気的に導通するように前記Ｃｕ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法。 - 前記導電層露出工程は、細線化された前記積層体の表面から前記金属基板の前記導電層に至る貫通孔を、少なくとも１箇所設ける導電層露出工程であり、
前記Ｃｕ安定化層形成工程において、前記貫通孔を貫通して前記金属基板の前記導電層に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように前記Ｃｕ安定化層を形成する請求項６に記載の酸化物超電導薄膜線材の製造方法。 - 前記導電層露出工程は、細線化された前記積層体および前記金属基板のサイド側端面から、前記金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる導電層露出工程であり、
前記Ｃｕ安定化層形成工程は、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように前記Ｃｕ安定化層を形成して、露出した前記金属基板の前記Ｃｕ層と前記Ｃｕ安定化層とを導通させるＣｕ安定化層形成工程である請求項６に記載の酸化物超電導薄膜線材の製造方法。 - 前記導電層露出工程において、細線化された前記積層体および前記金属基板のサイド側端面を研磨して、前記金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる請求項８に記載の酸化物超電導薄膜線材の製造方法。
- 支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記積層体の表面から前記金属基板の前記導電層に至る貫通孔を、少なくとも１箇所設ける導電層露出工程と、
前記積層体上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、
前記Ａｇ安定化層が形成された前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ａｇ安定化層形成工程において、前記貫通孔を貫通して前記金属基板の前記導電層に接触して、前記金属基板の前記導電層と電気的に導通するように前記Ａｇ安定化層を形成する酸化物超電導薄膜線材の製造方法。 - 支持基材と前記支持基材上に位置する導電層を備え、前記導電層が内層のＣｕ層と２軸配向している表層を含む幅広の金属基板上に、前記金属基板側から順に中間層、酸化物超電導層を形成して積層体を形成する積層体形成工程と、
前記金属基板および前記積層体を所定の幅に切断して細線化する細線化工程と、
細線化された前記積層体および前記金属基板のサイド側端面から、前記金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる導電層露出工程と、
前記積層体および前記金属基板上にＡｇ安定化層を形成するＡｇ安定化層形成工程と、
前記Ａｇ安定化層が形成された前記積層体および前記金属基板の周囲をさらに覆うようにＣｕ安定化層を形成するＣｕ安定化層形成工程と、を備え、
前記Ａｇ安定化層形成工程において、前記積層体および前記金属基板の周囲を覆うように前記Ａｇ安定化層を形成して、露出した前記金属基板の前記Ｃｕ層と前記Ａｇ安定化層とを導通させる酸化物超電導薄膜線材の製造方法。 - 前記導電層露出工程において、細線化された前記積層体および前記金属基板のサイド側端面を研磨して、前記金属基板の前記Ｃｕ層の少なくとも一部分を露出させる請求項１１に記載の酸化物超電導薄膜線材の製造方法。
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