KR20080096828A - 초전도 박막 재료의 제조 방법, 초전도 기기 및 초전도 박막 재료 - Google Patents
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Abstract
초전도 박막 재료의 제조 방법은 중간층(2)을 형성하는 공정과, 중간층(2)에 접하도록 초전도층(3)을 형성하는 공정과, 초전도층(3)에 접하도록 기상법에 의해 초전도층(4)을 형성하는 공정을 구비하고 있다. 중간층(2)을 형성하는 공정과 초전도층(3)을 형성하는 공정 사이에서 중간층(2)은 감소된 수증기 분위기 또는 감소된 이산화탄소 분위기로 보지된다. 또는 초전도층(3)을 형성하는 공정과 초전도층(4)을 형성하는 공정 사이에서 초전도층(3)은 감소된 수증기 분위기 또는 감소된 이산화탄소 분위기로 보지된다. 이로써, 임계 전류치를 향상할 수 있다.
Description
본 발명은 초전도 박막 재료의 제조 방법, 초전도 기기 및 초전도 박막 재료에 관한 것이고, 보다 특정적으로는 RE123계의 조성을 갖는 초전도 박막 재료의 제조 방법, 초전도 기기 및 초전도 박막 재료에 관한 것이다.
현재, 비스무트계의 초전도체를 이용한 초전도 선재와, RE123계의 초전도체를 이용한 초전도 선재의 두 가지의 초전도 선재의 개발이 특별히 진행되고 있다. 그 중 RE123계의 초전도 선재는 액체 질소 온도(77.3K)에서의 임계 전류 밀도가 비스무트계의 초전도 선재보다 높다고 하는 이점을 갖고 있다. 또한, 저온하 및 일정 자장하에 있어서의 임계 전류치가 높다는 이점을 갖고 있다. 이 때문에, RE123계의 초전도 선재는 차세대의 고온 초전도 선재로서 기대되고 있다.
한편으로, RE123계의 초전도체는 비스무트계의 초전도체와 같이 은 쉬스(sheath)로 피복할 수 없기 때문에, RE123계의 초전도 선재는 배향 금속 기판 상 에 예컨대 기상법에 의해서 초전도체(초전도 박막 재료)를 성막하는 방법으로 제조된다.
여기서, 종래의 RE123계의 초전도 박막 재료의 제조 방법이, 예컨대 일본 특허 공개 2003-323822호 공보(특허 문헌 1)에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에는 레이저 증착법(PLD 법)을 이용하여 금속 테이프 기판 상에 중간층을 형성하고, 다음으로 레이저 증착법을 이용하여 RE123계의 조성을 갖는 제 1 초전도층을 중간층 상에 형성하며, 다음으로 레이저 증착법을 이용하여 RE123계의 조성을 갖는 제 2 초전도층을 제 1 초전도층 상에 형성하는 기술이 개시되어 있다. 특허 문헌 1의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 의하면, 다층의 초전도층을 적층함으로써 초전도 박막 재료의 막 두께를 두껍게 할 수 있기 때문에, 전류가 흐르는 부분의 단면적이 커져서, 초전도 선재의 임계 전류치가 증가할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 2003-323822호 공보
그러나, 종래의 제조 방법에 의해서 획득된 초전도 선재는 초전도 박막 재료의 막 두께의 증가에 따라, 임계 전류 밀도가 저하되어, 임계 전류치의 증가가 서서히 둔화되는 성질이 있다. 이 때문에, 임계 전류치를 향상할 수 없다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 임계 전류치를 향상할 수 있는 초전도 박막 재료의 제조 방법, 초전도 기기 및 초전도 박막 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 국면에 따르는 초전도 박막 재료의 제조 방법은 베이스층을 형성하는 베이스층 공정과, 베이스층에 접하도록 기상법에 의해 초전도층을 형성하는 초전도층 공정을 구비하고 있다. 베이스층 공정과 초전도층 공정 사이에 베이스층은 감소된 수증기 분위기(a reduced water vapor ambient) 또는 감소된 이산화탄소 분위기(a reduced carbon dioxide ambient)로 보지(保持)된다.
본 발명의 다른 국면에 따르는 초전도 박막 재료의 제조 방법은 베이스층을 형성하는 베이스층 공정과, 베이스층에 접하도록 기상법에 의해 초전도층을 형성하는 초전도층 공정을 구비하고 있다. 베이스층 공정과 초전도층 공정 사이에서 베이스층은 대기로 노출하지 않고 보지된다.
본원 발명자들은 대기중의 수분이나 이산화탄소 등의 불순물이 초전도층의 베이스층에 부착함으로써 초전도층의 막질이 저하되어, 임계 전류치의 증가가 억제되는 원인이 된다는 것을 발견했다. 특허 문헌 1의 초전도 박막 재료의 제조 방법으로서는 중간층이 형성되고 나서 제 1 초전도층이 형성되기까지의 사이 및 제 1 초전도층이 형성되고 나서 제 2 초전도층이 형성되기까지의 사이 각각에 있어서, 선재를 바꿔 감는 등의 작업을 행하기 위해서, 진공 챔버로부터 금속 테이프 기판이 꺼내져서 대기중에 방치되고 있었다. 이 때문에, 대기중의 수분이나 이산화탄소 등의 불순물이 초전도층의 베이스층(중간층이나 베이스의 초전도층)의 표면에 부착되고 있었다. 이들 불순물은 초전도층과 반응함으로써 초전도 박막 재료의 초전도 특성을 열화시켜 임계 전류치의 저하를 초래한다.
그래서, 본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서는 베이스층 공정과 초전도층 공정 사이에 베이스층이 감소된 수증기 분위기 또는 감소된 이산화탄소 분위기로 보지되거나 혹은 대기에 노출되지 않고 보지되기 때문에, 대기중의 수분 또는 이산화탄소가 초전도층의 베이스층에 부착하는 것을 억지할 수 있다. 그 결과, 초전도 박막 재료의 초전도 특성의 열화를 억지할 수 있어, 초전도 박막 재료의 막 두께의 증가와 더불어 임계 전류치를 향상할 수 있다.
여기서, 「감소된 수증기 분위기」란 상온(20~25℃)에서 건조한 대기의 수분량 이하의 수분을 포함한 분위기를 의미한다. 즉, 상온에서 습도 10%의 대기보다 낮은 수분량을 포함한 수증기 분위기를 의미하며, 구체적으로는 대기압보다 낮은 압력의 분위기, 질소나 아르곤 등의 불활성 가스를 충전한 분위기 등이 해당한다. 또한 「감소된 이산화탄소 분위기」란 분위기 중의 이산화탄소량이 공기 중에 포함되는 이산화탄소량보다 적은 분위기를 의미한다. 감소된 수증기 분위기 및 감소된 이산화탄소 분위기는 대기압보다 낮은 압력의 분위기(감압분위기)를 포함하는 외에, 질소 등의 희가스를 충전한 분위기를 포함한다.
본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서 바람직하게는 베이스층 공정에서 베이스층으로서 베이스 초전도층을 형성한다.
이로써, 베이스 초전도층의 표면에 불순물이 부착하기 어렵게 되기 때문에, 다층의 초전도층을 적층하여 막 두께가 두꺼운 초전도층을 제작하는 경우에, 베이스 초전도층 위에 형성되는 초전도층의 초전도 특성의 열화를 억지할 수 있다.
본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서 바람직하게는 베이스층 공정에서 베이스층으로서 중간층을 형성한다.
이로써, 중간층의 표면에 불순물이 부착하기 어렵게 되기 때문에, 중간층상에 형성되는 초전도층의 초전도 특성의 열화를 억지할 수 있다.
본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서 바람직하게는 베이스층 공정에서 베이스층을 기판상에 형성한다. 기판은 금속으로 이루어져 있고, 또한 베이스층은 암석형, 페로브스카이트형 또는 파이로클로어형 중 하나의 결정 구조를 갖는 산화물로 이루어져 있고, 또한 초전도층은 RE123계의 조성을 갖고 있다.
이로써, 결정 배향성 및 표면 평활성이 우수한 초전도 박막 재료가 얻어져서, 임계 전류 밀도 및 임계 전류치를 향상할 수 있다.
본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서 바람직하게는 베이스층 공정에서 베이스층을 테이프 형상의 기판상에 형성하고, 또한 기판에 있어서의 베이스층을 형성하는 위치를 기판의 긴 방향에 따른 하나의 방향으로 이동시키면서 베이스층을 형성한다. 초전도층 공정에서 베이스층에 있어서의 초전도층을 형성하는 위치를 상기 하나의 방향과는 반대의 방향으로 이동시키면서 초전도층을 형성한다.
이로써, 선재를 바꿔 감는 등의 작업을 하는 일없이 베이스층 및 초전도층을 연속적으로 형성할 수 있기 때문에, 베이스층 공정과 초전도층 공정 사이에 베이스층을 감압 분위기로 보지하기 쉽게 된다.
본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서 바람직하게는 기상법은 레이저 증착법, 스퍼터링법 또는 전자빔 증착법 중 하나다.
이로써, 결정 배향성 및 표면 평활성이 우수한 초전도 박막 재료가 얻어져서, 임계 전류 밀도 및 임계 전류치를 향상할 수 있다.
본 발명의 초전도 기기는 상기한 초전도 박막 재료의 제조 방법에 의해 제조된 초전도 박막 재료가 사용되고 있다.
본 발명의 초전도 기기에 의하면, 임계 전류 밀도 및 임계 전류치를 향상할 수 있다.
본 발명의 초전도 기기에 있어서 바람직하게는 제 1 초전도층과, 제 1 초전도층에 접하도록 형성된 제 2 초전도층과, 제 2 초전도층에 접하도록 형성된 제 3 초전도층이 구비된 초전도 박막 재료를 이용한 초전도 기기로서, 임계 전류치가 70(A/cm폭)을 초과하고 있다.
한편, 본원 명세서에 있어서의 「RE123계」란 RExBayCuzO7 -d에서, 0.7≤x≤1.3, 1.7≤y≤2.3, 2.7≤z≤3.3인 것을 의미한다. 또한, 「RE123계」의 RE는 희토류 원소 및 이트륨 원소 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재질을 의미한다. 또한, 희토류 원소로서는 예컨대 네오디뮴(Nd), 가돌리늄(Gd), 홀미늄(Horminium)(Ho), 사마륨(Sm) 등이 포함된다.
(발명의 효과)
본 발명의 초전도 박막 재료의 제조 방법, 초전도 기기 및 초전도 박막 재료에 의하면, 임계 전류치를 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료의 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료의 제조 방법을 나타내는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 연속 성막에 의해 중간층을 형성하는 상황을 모식적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서 연속 성막에 의해 초전도층을 형성하는 상황을 모식적으로 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서 고정 성막에 의해 층을 형성하는 상황을 모식적으로 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 초전도층의 막 두께와 임계 전류치의 관계를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료의 다른 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 금속 기판 2 : 중간층
3~5 : 초전도층 10 : 초전도 박막 재료
11, 12 : 회전축 13 : 증착원
14 : 대 20 : 챔버
이하, 본 발명의 일 실시예에 대해서 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료의 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면 사시도이다. 도 1을 참조하여, 본 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료(10)는 테이프상의 형상을 갖고 있고, 금속 기판(1)과, 중간층(2)과, 초전도층(3)과, 초전도층(4)을 구비하고 있다. 초전도 박막 재료(10)는 예컨대 초전도 기기 등에 사용된다.
금속 기판(1)은 예컨대, 스테인레스, 니켈 합금(예컨대 하스텔로이) 또는 은합금 등의 금속으로 이루어져 있다.
중간층(2)은 금속 기판(1) 상에 형성되어 있고, 확산 방지층으로서 기능한다. 중간층(2)은 예컨대 암석형, 페로브스카이트형 또는 파이로클로어형 중 어느 하나의 결정 구조를 갖는 산화물로 이루어져 있고, 구체적으로는 산화 세륨, 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ), 산화마그네슘, 산화이트륨, 산화이테르븀 또는 바륨 지르코니아 등의 재질로 이루어져 있다.
초전도층(3) 및 초전도층(4)은 중간층(2) 상에 적층해서 형성되어 있다. 초전도층(3) 및 초전도층(4)은 실질적으로 같은 재질의 재료로 이루어져 있고, 예컨대 RE123계의 조성을 갖고 있다.
한편, 도 1에 있어서는 중간층(2)을 마련한 구성에 대해서 설명했지만, 중간 층(2)은 생략되어도 된다.
다음으로 본 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서의 초전도 박막 재료의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시예의 초전도 박막 재료의 제조 방법에서는 처음에 금속 기판(1)이 준비된다(스텝 S1). 그리고, 금속 기판(1) 상에, 예컨대 YSZ로 이루어지는 중간층(2)이 레이저 증착법에 의해 형성된다 (스텝 S2). 금속 기판(1)이 테이프 형상인 경우, 중간층(2)은 예컨대 이하에 나타내는 것 같은 연속 성막에 의해 형성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서 연속 성막에 의해 중간층을 형성하는 상황을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하여, 챔버(20) 내에 배치된 회전축(11)에 테이프 형상의 금속 기판(1)이 감겨진다. 그리고 금속 기판(1)의 일단부가 회전축(11)으로부터 연장되어 회전축(12)에 고정된다. 다음으로 챔버(20) 내가 감압 분위기로 되어, 회전축(11, 12)이 각각 화살표 A1 및 B1 방향으로 회전된다. 이로써, 금속 기판(1)은 화살표 C1 방향으로 보내져서 회전축(11)으로부터 회전축(12)으로 감겨진다. 그리고, 금속 기판(1)을 화살표 C1 방향으로 보내면서, 중간층(2)을 구성하는 원자를 증착원(13)으로부터 화살표 D의 방향으로 날림으로써, 금속 기판(1) 상에 중간층(2)이 형성된다. 환언하면, 금속 기판(1)에 있어서의 중간층(2)이 형성되는 위치가 금속 기판(1)의 긴 방향에 따르는 방향(회전축(12)에 고정된 일단부로부터 회전축(11)에 고정된 타단으로 향하는 방향)으로 이 동되면서 중간층(2)이 형성된다. 중간층(2)의 형성이 끝나면, 금속 기판(1)은 회전축(12)에 모두 감겨진 상태가 된다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 중간층(2)을 형성한 후에도, 챔버(20) 내는 감압분위기로 유지된다. 다음으로 베이스층으로서의 중간층(2)에 접하도록, 예컨대 RE123계의 조성을 갖는 초전도층(3)이 기상법에 의해 형성된다(스텝 S3). 초전도층(3)을 형성할 때의 기상법으로서는 예컨대 레이저 증착법, 스퍼터링법 또는 전자빔 증착법 등이 사용된다. 초전도층(3)은 예컨대 이하에 나타내는 것과 같은 연속 성막에 의해 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서 연속 성막에 의해 초전도층을 형성하는 상황을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하여, 금속 기판(1)은 회전축(12)에 모두 감겨 있고, 금속 기판(1)의 타단이 연장되어 회전축(11)에 고정되어 있다. 다음으로 회전축(11, 12)이 각각 화살표 A2 및 B2 방향으로 회전된다. 이로써, 금속 기판(1)은 화살표 C2의 방향으로 보내져서 회전축(12)으로부터 회전축(11)으로 감겨진다. 그리고, 금속 기판(1)을 화살표 C2의 방향으로 보내면서, 초전도층(3)을 구성하는 원자를 증착원(13)으로부터 화살표 D의 방향으로 날림으로써, 중간층(2) 상에 초전도층(3)이 형성된다. 바꿔 말하면, 금속 기판(1)에 있어서의 초전도층(3)이 형성되는 위치가 금속 기판(1)의 긴 방향에 따르는 방향(회전축(11)에 고정된 단부로부터 회전축(12)에 고정된 단부로 향하는 방향)으로 이동되면서 중간층(2)이 형성된다. 초전도층(3)의 형성이 끝나면, 금속 기판(1)은 회전축(11)에 모두 감겨진 상태가 된다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 초전도층(3)을 형성한 후에도, 챔버(20) 내는 감압 분위기로 유지된다. 다음으로 베이스 초전도층으로서의 초전도층(3)에 접하도록, 예컨대 RE123계의 조성을 갖는 초전도층(4)이 기상법에 의해 형성된다(스텝 S4). 초전도층(4)을 형성할 때의 기상법으로서는 예컨대 레이저 증착법, 스퍼터링법 또는 전자빔 증착법 등이 사용된다. 초전도층(4)은 예컨대 도 3에 도시된 중간층(2)의 형성 방법과 같은 방법으로(금속 기판(1)을 화살표 C1의 방향으로 보내면서) 형성된다.
이와 같이, 회전축(11, 12)에 교대로 금속 기판(1)을 감으면서 중간층(2), 초전도층(3) 및 초전도층(4) 각각을 적층하여 형성함으로써 챔버(20)로부터 금속 기판(1)을 꺼내지 않고, 이들의 층을 감압 분위기에서 형성할 수 있다. 이상의 공정에 의해 초전도 박막 재료(10)가 완성된다.
한편, 중간층(2)이 생략되는 경우에는 상기 중간층(2)의 형성 공정(스텝 S2)이 생략되고, 초전도층(3)의 형성 공정(스텝 S3)에 있어서 초전도층(3)이 금속 기판(1)에 접하도록 형성된다.
도 3을 참조하면, 종래에 있어서 중간층(2) 및 초전도층(3) 각각을 연속 성막하는 경우에는 금속 기판(1)이 오로지 화살표 C1의 방향만으로 보내고 있었다. 즉, 종래에 있어서는 화살표 C1의 방향으로 금속 기판(1)을 보내면서 하나의 층이 증착되고, 증착이 끝나면 금속 기판(1)이 감겨진 회전축(12)과 회전축(11)을 교환하여, 다시 화살표 C1의 방향으로 금속 기판(1)을 보내면서 다음 층이 증착되고 있었다. 이 선재의 바꿔 감는 작업(회전축의 교환작업)시에 챔버(20)로부터 금속 기 판(1)이 꺼내지기 때문에, 대기중의 수분이나 이산화탄소 등의 불순물이 중간층(2)이나 초전도층(3)의 표면에 부착하고 있었다.
본 실시예의 초전도 박막 재료의 제조 방법에 있어서는 중간층(2)을 형성하고 나서 초전도층(3)을 형성하기까지의 사이에 중간층(2)이 감압 분위기로 보지되기 때문에, 대기중의 불순물이 중간층(2)에 부착하는 것을 억지할 수 있다. 이와 마찬가지로, 초전도층(3)을 형성하고 나서 초전도층(4)을 형성하기까지의 사이에 초전도층(3)이 감압 분위기로 보지되기 때문에, 대기중의 불순물이 초전도층(3)에 부착하는 것을 억지할 수 있다. 그 결과, 초전도층(3, 4) 각각의 초전도 특성의 열화를 억지할 수 있어, 초전도 박막 재료의 막 두께의 증가와 아울러 임계 전류치를 향상할 수 있다.
또한, 암석형, 페로브스카이트형 또는 파이로클로어형 중 어느 하나의 결정 구조를 갖는 산화물로 이루어지는 중간층(2)을 금속 기판(1) 상에 형성하고, 또한 초전도층(3) 및 초전도층(4)은 모두 RE123계의 조성을 갖고 있기 때문에, 표면의 평활성 및 결정의 치밀성이 우수한 초전도 박막 재료가 얻어져서, 임계 전류 밀도 및 임계 전류치를 향상할 수 있다.
또한, 기상법이 레이저 증착법, 스퍼터링법 또는 전자빔 증착법 중 어느 하나이기 때문에, 표면의 평활성 및 결정의 치밀성이 우수한 초전도 박막 재료를 얻을 수 있어서, 임계 전류 밀도 및 임계 전류치를 향상할 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서는 초전도층(3)(제 1 초전도층) 및 초전도층(4)(제 2 초전도층)이라는 2층의 초전도층을 형성하는 경우에 대해서 나타내었지만, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 초전도층(4) 위에 초전도층(5)(제 3 초전도층)을 더 적층해서 형성되어도 된다. 다수의 초전도층을 적층하여 형성함으로써 초전도 박막 재료의 후막화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는 감압 분위기에 있어서 중간층(2), 초전도층(3) 및 초전도층(4) 각각을 연속 성막에 의해 형성하는 경우에 대해서 나타내었다. 그러나 본 발명은 이러한 경우외에, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이 금속 기판(1)을 대(14)에 고정하고, 또한 증착원(13)을 챔버(20)에 고정하며, 중간층(2), 초전도층(3) 및 초전도층(4) 각각을 고정 성막에 의해 형성할 수도 있다. 요는 베이스층을 형성하고 나서 초전도층을 형성하기까지의 사이에 있어서 베이스층이 감소된 수증기 분위기 또는 감소된 이산화탄소 분위기로 보지되거나 혹은 대기에 노출하지 않고서 보지되면 된다.
(실시예 1)
본 실시예에서는 초전도 박막 재료로서 이하의 본 발명예 A~본 발명예 D 및 비교예 E~비교예 H 각각을 제조하여, 임계 전류치를 측정했다.
본 발명예 A~본 발명예 D : Ni 합금 기판상에 기상 증착법을 이용하여 금속계 산화물로 이루어지는 중간층을 성막했다. 이어서, 레이저 증착법을 이용하여 중간층 위에 HoBa2Cu3Ox(HoBCO)으로 이루어지는 다층의 초전도층을 성막했다. 초전도층 1층당 막 두께를 0.3㎛으로 하고, 적층하는 초전도층의 수를 각각 3층, 5층, 7층 및 9층으로 변화시킴으로써, 초전도층의 총 막두께를 변화시켰다. 초전도층의 형성은 연속 성막으로 행하고, 중간층 및 초전도층 각 층의 성막 사이에는 시료를 대기중에 노출시키지 않고 감압 분위기로 보지했다.
비교예 E~비교예 H : Ni 합금 기판상에 기상 증착법을 이용하여 금속계 산화물로 이루어지는 중간층을 성막했다. 이어서, 레이저 증착법을 이용하여 중간층 위에 HoBa2Cu3Ox(HoBCO)로 이루어지는 다층의 초전도층을 성막했다. 초전도층 1층당 막두께를 0.3㎛으로 하고, 적층하는 초전도층의 수를 각각 3층, 5층, 7층 및 9층으로 변화시킴으로써, 초전도층의 총 막두께를 변화시켰다. 초전도층의 형성은 연속 성막으로 행하고, 중간층 및 초전도층의 각 층의 성막의 사이에는 시료를 대기중에 노출시켰다.
본 발명예 A~본 발명예 D 및 비교예 E~비교예 H 각각으로 측정된 1cm 폭당 임계 전류치를 표 1 및 도 6에 나타낸다.
표 1 및 도 6을 참조하여, 본 발명예 A~본 발명예 D에서는 초전도층의 막두께가 두꺼워짐에 따라서 임계 전류치가 증가하고 있다. 이것에 반해서, 비교예 E~비교예 H에서는 초전도층의 막두께가 두꺼워짐에 따라서 임계 전류치가 저하하고 있다. 이 때문에, 중간층 및 초전도층 각 층의 성막의 사이에 시료를 감압 분위기 로 보지함으로써, 초전도층의 막두께의 증가와 아울러 임계 전류치를 향상할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상에 개시된 실시의 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로, 제한적인 것이 아니라고 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 이상의 실시의 형태 및 실시예가 아니라, 청구의 범위에 의해서 나타내지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 수정이나 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명은 예컨대 초전도 한류기, 자장 발생 장치, 초전도 케이블, 초전도 부스바 및 초전도 코일 등을 포함하는 초전도 기기에 적합하다.
Claims (9)
- 베이스층(2, 3)을 형성하는 베이스층 공정과,상기 베이스층에 접하도록 기상법(氣相法)에 의해 초전도층(4)을 형성하는 초전도층 공정을 구비하며,상기 베이스층 공정과 상기 초전도층 공정 사이에서 상기 베이스층은 감소된 수증기 분위기(a reduced water vapor ambient) 또는 감소된 이산화탄소 분위기(a reduced carbon dioxide ambient)에서 보지(保持)되는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10)의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 베이스층 공정에서 상기 베이스층으로서 베이스 초전도층(3)을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10)의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 베이스층 공정에서 상기 베이스층(2, 3)을 테이프 형상의 기판(1) 상에 형성하고, 또한 상기 기판에 있어서의 상기 베이스층을 형성하는 위치를 상기 기판 의 길이 방향에 따른 한 방향(C1)으로 이동시키면서 상기 베이스층을 형성하고,상기 초전도층 공정에서 상기 베이스층에 있어서의 상기 초전도층(4)을 형성하는 위치를 상기 한 방향과는 반대의 방향(C2)으로 이동시키면서 상기 초전도층을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10)의 제조 방법.
- 청구항 1에 기재된 초전도 박막 재료의 제조 방법에 의해 제조된 초전도 박막 재료(10)를 이용한 초전도 기기.
- 베이스층(2, 3)을 형성하는 베이스층 공정과,상기 베이스층에 접하도록 기상법에 의해 초전도층(4)을 형성하는 초전도층 공정을 구비하며,상기 베이스층 공정과 상기 초전도층 공정 사이에서 상기 베이스층은 대기에 노출되지 않고 보지되는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10)의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 베이스층 공정에서 상기 베이스층으로서 베이스 초전도층(3)을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10)의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 베이스층 공정에서 상기 베이스층(2, 3)을 테이프 형상의 기판(1) 상에 형성하고, 또한 상기 기판에 있어서의 상기 베이스층을 형성하는 위치를 상기 기판의 길이 방향에 따른 한 방향(C1)으로 이동시키면서 상기 베이스층을 형성하고,상기 초전도층 공정에서 상기 베이스층에 있어서의 상기 초전도층(4)을 형성하는 위치를 상기 한 방향과는 반대의 방향(C2)으로 이동시키면서 상기 초전도층을 형성하는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10)의 제조 방법.
- 청구항 5에 기재된 초전도 박막 재료의 제조 방법에 의해 제조된 초전도 박막 재료(10)를 이용한 초전도 기기.
- 제 1 초전도층(3)과, 상기 제 1 초전도층에 접하도록 형성된 제 2 초전도층(4)과, 상기 제 2 초전도층에 접하도록 형성된 제 3 초전도층(5)을 구비하는 초전도 박막 재료로서,임계 전류치가 70(A/cm폭)을 초과하는 것을 특징으로 하는 초전도 박막 재료(10).
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