WO2007094146A1 - 超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料 - Google Patents

超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料 Download PDF

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WO2007094146A1
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thin film
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Shuji Hahakura
Kazuya Ohmatsu
Munetsugu Ueyama
Katsuya Hasegawa
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
International Superconductivity Technology Center, The Juridical Foundation
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a superconducting thin film material, a superconducting device, and a superconducting thin film material, and more specifically, a method for manufacturing a superconducting thin film material having a RE123-based composition, a superconducting device, and a superconducting thin film Regarding materials.
  • RE123-based superconducting wire has the advantage that the critical current density at liquid nitrogen temperature (77. 3K) is higher than that of bismuth-based superconducting wire. It also has the advantage of high critical current values at low temperatures and constant magnetic fields. For this reason, RE123-based superconducting wire is expected as the next-generation high-temperature superconducting wire.
  • RE123-based superconductors cannot be covered with a silver sheath like bismuth-based superconductors. It is manufactured by a method of forming a superconducting thin film material.
  • Patent Document 1 a laser deposition method (PLD method) is used to form an intermediate layer on a metal tape substrate, and then a PLD method is used to form a first superconducting layer having a RE 123-based composition.
  • PLD method laser deposition method
  • a technique for forming a second superconducting layer on the first superconducting layer using the laser deposition method and forming the second superconducting layer on the first superconducting layer is disclosed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-323822
  • the method of forming a superconducting thin film material on an oriented metal substrate only by a liquid phase method has a problem that the superconducting thin film material is difficult to grow.
  • an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a superconducting thin film material, a superconducting device, and a superconducting thin film material that can improve the critical current density and the critical current value.
  • another object of the present invention is to provide a superconducting thin film material manufacturing method, a superconducting device, and a superconducting thin film material, in which the superconducting thin film material is easy to grow crystals.
  • a method for producing a superconducting thin film material includes a vapor phase process for forming a vapor phase grown superconducting layer by a vapor phase method, and a liquid phase method for contacting the vapor phase grown superconducting layer. And a liquid phase process for forming a phase grown superconducting layer.
  • a method for producing a superconducting thin film material includes a vapor phase growth superconducting layer formed by a vapor phase method n (n is an integer of 2 or more) gas phase steps, and a liquid phase method. Liquid phase growth n times of the liquid phase process for forming the superconducting layer.
  • the first vapor phase growth superconducting layer is formed in the first vapor phase step among the n times of the vapor phase step, and the first vapor phase growth superconducting layer is formed in the first liquid phase step among the n times of the liquid phase step.
  • the first liquid phase growth superconducting layer is formed so as to be in contact.
  • the kth vapor phase growth superconducting layer is in contact with the k-1 liquid phase growth superconducting layer during the kth (k is an integer satisfying n ⁇ k ⁇ 2) vapor phase step among the n vapor phase steps. And the k-th liquid phase growth superconducting layer is formed so as to be in contact with the k-th vapor phase growth superconducting layer in the n-th liquid phase step.
  • the inventors of the present application have important factors such as the smoothness of the surface of the superconducting thin film material and the crystal denseness of the superconducting thin film material.
  • the smoothness of the surface of the superconducting thin film material As the film thickness increases, the temperature of the surface on which the film is formed decreases, and as a result, a phenomenon in which a-axis oriented grains increase is observed. For this reason, the conventional superconducting thin film material formed only by the vapor phase method does not have a large thickness. As a result, the surface smoothness deteriorates.
  • a vapor phase growth superconducting layer is formed by a vapor phase method, and a liquid phase growth superconducting layer is formed by a liquid phase method so as to be in contact with the vapor phase growth superconducting layer. Is formed.
  • liquid phase growth superconducting layer is formed, liquid enters the irregularities on the surface of the vapor phase growth superconducting layer, and crystal growth of the liquid phase growth superconducting layer occurs with the surface of the vapor phase growth superconducting layer as the nucleus. Therefore, the unevenness on the surface of the vapor-grown superconducting layer is smoothed.
  • the superconducting thin film material is composed of both the vapor phase grown superconducting layer and the liquid phase grown superconducting layer
  • the superconducting thin film material is composed of only one of the vapor phase grown superconducting layer and the liquid phase grown superconducting layer.
  • the vapor phase growth superconducting layer and the liquid phase growth superconducting layer can be made thinner.
  • the irregularities on the surface of the superconducting thin film material are smoothed, and a decrease in the crystal density of the superconducting thin film material can be suppressed.
  • the thickness of the superconducting thin film material can be increased with the surface smoothness of the superconducting thin film material and the fineness of the crystal of the superconducting thin film material being good. Can be suppressed, and the critical current density and critical current value can be improved.
  • a superconducting thin film material is manufactured by alternately forming a vapor phase grown superconducting layer and a liquid phase grown superconducting layer multiple times. Therefore, the total thickness of the superconducting layer can be increased while the thicknesses of the vapor phase growth superconducting layer and the liquid phase growth superconducting layer are thin. As a result, the critical current value can be further increased.
  • a vapor phase growth superconducting layer is formed on the surface side of the substrate in the vapor phase process.
  • the superconducting thin film material can be formed on both surfaces of the substrate, the current path of the superconducting wire can be increased, and the critical current density and the critical current value can be further improved.
  • a vapor phase growth superconducting layer is formed on the surface side of the substrate in the gas phase process.
  • a step of forming an intermediate layer between the vapor-grown superconducting layer and the substrate is further provided.
  • the substrate is made of metal, and the intermediate layer is made of an oxide having a crystal structure of either rock type, perovskite type, or neurochlore type, and a vapor phase growth superconducting layer and liquid phase growth superconductivity. All the layers have a RE 123-based composition.
  • the first vapor phase growth superconducting layer is preferably formed on the surface side of the substrate in the first gas phase step.
  • First vapor phase growth The method further includes the step of forming an intermediate layer between the superconducting layer and the substrate.
  • the substrate is made of metal, and the intermediate layer is made of an oxide having a rock-type, perovskite-type, or pyrochlore-type crystal structure, and the first to n-th vapor phase growth super
  • the conductive layer and the 1st to n-th liquid phase growth superconducting layers all have a RE123-based composition.
  • the method for manufacturing a superconducting thin film material according to one aspect of the present invention further includes a step of forming a superconducting layer in contact with the liquid phase growth superconducting layer after the liquid phase process.
  • a step of forming a superconducting layer so as to be in contact with the nth liquid phase growth superconducting layer is further provided.
  • the superconducting layer grown by the liquid phase method has superior surface smoothness compared to the superconducting layer grown by the vapor phase method, the superconducting layer is formed on the superconducting layer having excellent surface smoothness. Can be formed.
  • the vapor phase method is a deviation from the laser vapor deposition method, the sputtering method, or the electron beam vapor deposition method.
  • the liquid phase method is an organic metal deposition method (MOD method).
  • the superconducting device of the present invention uses a superconducting thin film material produced by the above-described method for producing a superconducting thin film material.
  • the critical current density and the critical current value can be improved.
  • the superconducting thin film material of the present invention is a superconducting thin film material comprising a first superconducting layer and a second superconducting layer formed so as to be in contact with the first superconducting layer, and has a critical current value of 110 (A / cm width).
  • RE123 system means that 0.7 ⁇ x in RE Ba Cu O.
  • RE123-based RE means a material containing at least one of a rare earth element and an yttrium element.
  • rare earth elements include neodymium (Nd), gadolinium (Gd), formium (Ho), samarium (Sm), and the like.
  • the critical current density and the critical current value can be improved.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing a configuration of a superconducting thin film material in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting thin film material in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing how the superconducting layer is formed in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing a configuration of another superconducting thin film material in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing a configuration of a superconducting thin film material in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting thin film material in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing a configuration of a superconducting thin film material in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting thin film material in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the thickness of the superconducting layer and the critical current value Ic in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the thickness of the superconducting layer and the surface roughness Ra in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of the superconducting thin film material according to Embodiment 1 of the present invention.
  • superconducting thin film material 10 in the present embodiment has a tape-like shape, as metal substrate 1, intermediate layer 2, and vapor phase growth superconducting layer (first superconducting layer).
  • the superconducting thin film material 10 is used in, for example, superconducting equipment.
  • the metal substrate 1 is made of a metal such as stainless steel, nickel alloy (for example, Hastelloy), or silver alloy.
  • the intermediate layer 2 is formed on the surface la of the metal substrate 1 and functions as a diffusion preventing layer.
  • the intermediate layer 2 is made of an oxide having a crystal structure of, for example, a rock type, a perovskite type, or a pyrochlore type, and specifically includes cerium oxide, yttria-stabilized zirconium oxide (YSZ), magnesium oxide, It is made of materials such as yttrium oxide, ytterbium oxide, or barium zircoure.
  • the superconducting layer 3 and the superconducting layer 4 are formed by being laminated on the intermediate layer 2.
  • Superconducting layer 3 and superconducting layer 4 are made of substantially the same material, and have, for example, a RE123 composition.
  • the force intermediate layer 2 described for the configuration in which the intermediate layer 2 is provided may be omitted.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing the superconducting thin film material in the first embodiment of the present invention.
  • metal substrate 1 is prepared (step S1), and the surface la of metal substrate 1 is made of, for example, YSZ.
  • the intermediate layer 2 is formed by laser vapor deposition (Step S2).
  • a superconducting layer 3 having, for example, a RE123-based composition is formed on the intermediate layer 2 by a vapor phase method (step S3).
  • a vapor phase method for forming the superconducting layer 3 for example, a laser vapor deposition method, a sputtering method, an electron beam vapor deposition method or the like is used.
  • the superconducting layer 4 having a RE 123-based composition is formed by a liquid phase method such as the MOD method so as to be in contact with the superconducting layer 3 (step S4).
  • the superconducting thin film material 10 is completed through the above steps.
  • step S2 the step of forming the intermediate layer 2
  • step S3 the step of forming the superconducting layer 3 is the metal substrate 1 It is formed to touch the surface la.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the formation of the superconducting layer in the first embodiment of the present invention. It is.
  • superconducting layer 3 is formed by a vapor phase method, so that film thickness dl of superconducting layer 3 is thick. In some cases, unevenness may exist on the surface S1.
  • the superconducting layer 4 is formed by the liquid phase method, the solution containing the components of the superconducting layer 4 enters the irregularities, and the surface S1 of the superconducting layer 3 The crystal growth of the superconducting layer 4 takes place at the nucleus.
  • the total thickness of superconducting layer 3 (dl) and superconducting layer 4 (d2) is the thickness of superconducting thin film material d3.
  • the film thickness d3 of the superconducting thin film material can be increased without increasing the film thickness dl of the layer 3 and the film thickness d2 of the superconducting layer 4 so much. Thereby, the smoothness of the surface S1 of the superconducting layer 3 can be maintained, and a decrease in the crystal density of the superconducting layer 4 can be suppressed.
  • the thickness of the superconducting thin film material can be increased with the smoothness of the surface S2 of the superconducting thin film material and the crystal denseness of the superconducting thin film material being good.
  • the decrease can be suppressed, and the critical current density and critical current value can be improved.
  • the superconducting layer 3 becomes the nucleus of crystal growth, and therefore the superconducting thin film material is likely to grow.
  • an intermediate layer 2 made of an oxide having a crystal structure of rock type, perovskite type or neurochlore type is formed between the superconducting layer 3 and the metal substrate 1, and superconducting.
  • Both layer 3 and superconducting layer 4 have a RE123-based composition, resulting in a superconducting thin film material with excellent surface smoothness and crystal compactness, and improved critical current density and critical current value. can do.
  • the vapor phase method is any one of a laser vapor deposition method, a sputtering method, and an electron beam vapor deposition method, a superconducting thin film material having excellent surface smoothness and crystal denseness is obtained.
  • the critical current density and the critical current value can be improved.
  • liquid phase method is the MOD method
  • a superconducting thin film material excellent in surface smoothness and crystal denseness can be obtained, and the critical current density and critical current value can be improved.
  • the uppermost layer constituting the superconducting thin film material is the uppermost layer.
  • another superconducting layer 9 may be formed in contact with the superconducting layer 4 as shown in FIG.
  • the superconducting layer 9 may be formed by a vapor phase method or a liquid phase method. Thereby, another superconducting layer 9 can be formed on the superconducting layer 4 having excellent surface smoothness to achieve a thick film of the superconducting thin film material.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of the superconducting thin film material in the second embodiment of the present invention.
  • superconducting thin film material 10 in this embodiment includes metal substrate 1, intermediate layer 2, superconducting layer 3 as the first vapor growth superconducting layer, and superconducting as the first liquid phase growth superconducting layer.
  • a superconducting layer 5 as a second vapor phase growth superconducting layer and a superconducting layer 6 as a second liquid phase growth superconducting layer are further provided.
  • the superconducting layer 5 and the superconducting layer 6 are formed on the superconducting layer 4 by being laminated.
  • Superconducting layer 5 and superconducting layer 6 are made of substantially the same material, and have, for example, a RE123-based composition.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting thin film material in Embodiment 2 of the present invention.
  • step S4 in the method of manufacturing a superconducting thin film material of the present embodiment, after forming superconducting layer 4 (step S4), for example, it has a RE123-based composition so as to be in contact with superconducting layer 4
  • Superconducting layer 5 is formed by a vapor phase method (step S5).
  • a vapor phase method for forming the superconducting layer 5 for example, a laser vapor deposition method, a sputtering method, an electron beam vapor deposition method or the like is used.
  • a superconducting layer 6 having, for example, a RE123-based composition is formed by a liquid phase method such as the MOD method so as to be in contact with the superconducting layer 5 (step S6).
  • the superconducting thin film material 10 is completed through the above steps.
  • the same effects as those of superconducting thin film material and the manufacturing method thereof in Embodiment 1 can be obtained.
  • the superconducting thin film material is manufactured by alternately performing the formation of the superconducting layer by the vapor phase method and the superconducting layer by the liquid phase method, the thickness of each of the superconducting layers 3 to 6 is thin. In this state, the film thickness of the superconducting thin film material can be increased. As a result, the critical current value can be further increased.
  • the superconducting layer 6 is formed on the superconducting layer 6 after forming the superconducting layer 6 (step S6) after the superconducting layer 6 is the uppermost layer of the superconducting thin film material.
  • Another superconducting layer may be formed in contact!
  • This superconducting layer may be formed by a vapor phase method or a liquid phase method.
  • another superconducting layer can be formed on the superconducting layer 6 having excellent surface smoothness to achieve a thick film of the superconducting thin film material.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view schematically showing the configuration of the superconducting thin film material according to Embodiment 3 of the present invention.
  • superconducting thin film material 10 in the present embodiment further includes a superconducting layer 7 as a backside vapor phase growth superconducting layer, and a superconducting layer 8 as a backside liquid phase growth superconducting layer,
  • the superconducting thin film material 10 in the present embodiment further includes a superconducting layer 7 as a backside vapor phase growth superconducting layer, and a superconducting layer 8 as a backside liquid phase growth superconducting layer,
  • the superconducting thin film material 10 in the present embodiment further includes a superconducting layer 7 as a backside vapor phase growth superconducting layer, and a superconducting layer 8 as a backside liquid phase growth superconducting layer,
  • the superconducting thin film material 10 in the present embodiment further includes a superconducting layer 7 as
  • the superconducting layer 7 and the superconducting layer 8 are formed by being laminated on the back surface lb side of the metal substrate 1.
  • the superconducting layer 7 and the superconducting layer 8 are made of substantially the same material, and have, for example, a RE 123-based composition.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a method of manufacturing a superconducting thin film material in Embodiment 3 of the present invention.
  • step S6 after forming superconducting layer 6 (step S6), for example, RE123-based so as to be in contact with the rear surface lb of metal substrate 1.
  • Superconducting layer 7 having the composition is formed by a vapor phase method (step S7).
  • vapor phase methods for forming the superconducting layer 7 include laser vapor deposition and sputtering. For example, an etching method or an electron beam evaporation method is used.
  • a superconducting layer 8 having a RE123-based composition is formed by a liquid phase method such as the MOD method so as to be in contact with the superconducting layer 7 (step S8).
  • the superconducting thin film material 10 is completed through the above steps.
  • the same effects as those of superconducting thin film material and the manufacturing method thereof in Embodiment 1 can be obtained. Since the superconducting thin film material can be formed on both the front surface la side and back surface lb side of the metal substrate 1, the current path of the superconducting wire can be increased, and the critical current density and critical current value can be increased. This can be further improved.
  • a series of steps for forming superconducting layer 7 (step S7) and forming superconducting layer 8 (step S8) is arbitrary, and for example, metal substrate 1 is prepared (step S1). ) May be performed immediately after, or may be performed immediately after the formation of the superconducting layer 3 (step S2). An intermediate layer may be formed between the metal substrate 1 and the superconducting layer 7.
  • Embodiments 1 to 3 the case of forming a superconducting layer made of a material having a RE 123-based composition has been described, but the present invention is not limited to such a case. For example, it can be applied to a manufacturing method for forming a superconducting layer of another material such as bismuth.
  • the force intermediate layer 2 shown when the intermediate layer 2 is formed on the surface la of the metal substrate 1 may be omitted.
  • the superconducting layer 3 is a metal substrate.
  • each of the following Comparative Example A, Invention Example B, Invention Example C, Comparative Example D, and Comparative Example E was produced as a superconducting thin film material, and the critical current value and surface smoothness were measured. .
  • Comparative Example A An intermediate layer made of a metal oxide was formed on a Ni alloy substrate by vapor phase deposition. The surface roughness Ra of the surface of the intermediate layer was 5 nm. Subsequently, a superconducting layer made of HoBa Cu 2 O (HoBCO) was formed on the intermediate layer with a thickness of 0.2 m by using the PLD method.
  • HoBCO HoBa Cu 2 O
  • Invention Example B First, a structure similar to that of Comparative Example A was produced. Subsequently, a superconducting layer made of HoBa Cu 2 O (HoBCO) was formed to a thickness of 0.3 ⁇ m on the superconducting layer using the MOD method.
  • HoBCO HoBa Cu 2 O
  • the total film thickness of the superconducting layer became 0.5 m.
  • Invention Example C First, a structure similar to that of Invention Example B was produced. Subsequently, a superconducting layer made of HoBa Cu 2 O (HoBCO) is formed to a thickness of 0.3 m on the superconducting layer using the PLD method.
  • HoBCO HoBa Cu 2 O
  • the total film thickness of the superconducting layer became 0.8 m.
  • Comparative Example D First, a structure similar to that of Comparative Example A was produced. Subsequently, a superconducting layer made of HoBa Cu O (HoBCO) was formed to a thickness of 0.3 ⁇ m on the superconducting layer using the PLD method.
  • HoBCO HoBa Cu O
  • Comparative Example E First, a structure similar to Comparative Example D was produced. Subsequently, a superconducting layer made of HoBa Cu O (HoBCO) was formed to a thickness of 0.3 ⁇ m on the superconducting layer using the PLD method.
  • HoBCO HoBa Cu O
  • the critical current value per lcm width and the surface roughness Ra measured in each of Comparative Example A, Invention Example B, Invention Example C, Comparison Example D, and Comparison Example E are shown in Table 1, FIG. And in Figure 10.
  • the surface roughness Ra means the arithmetic average roughness Ra specified in JIS (Japanese Industrial Standards).
  • each of Comparative Example A, Invention Example B, and Invention Example C is compared, and the critical current value increases as the thickness of the superconducting layer increases. tl.
  • the critical current value increases tl as the thickness of the superconducting layer increases.
  • the present invention example B and the comparative example D are compared, and although the present invention example B and the comparative example D have the same film thickness, the present invention example B has a smaller surface roughness Ra. And the critical current value is large.
  • Inventive Example C has a smaller surface roughness Ra.
  • the critical current value is large. From this, it is possible to improve the surface smoothness of the superconducting layer by forming the superconducting layer by the liquid phase method after forming the superconducting layer by the vapor phase method as in the present invention example, and the critical current density and the critical current. It can be seen that the value can be improved.
  • the present invention is suitable for superconducting equipment including, for example, a superconducting fault current limiter, a magnetic field generator, a superconducting cable, a superconducting bus bar, and a superconducting coil.

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Abstract

　超電導薄膜材料の製造方法は、気相法により超電導層（３）を形成する気相工程と、超電導層（３）に接するように、液相法により超電導層（４）を形成する液相工程とを備えている。超電導層（３）と金属基板（１）との間に中間層（２）を形成する工程がさらに備えられていることが好ましい。金属基板（１）は金属よりなっており、かつ中間層（２）は岩石型、ペロブスカイト型、またはパイロクロア型のいずれかの結晶構造を有する酸化物よりなっており、かつ超電導層（３）および超電導層（４）はいずれもＲＥ１２３系の組成を有していることが好ましい。これにより、臨界電流値を向上することができる。

Description

明 細 書
超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料 技術分野
[0001] 本発明は、超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料に 関し、より特定的には、 RE123系の組成を有する超電導薄膜材料の製造方法、超 電導機器、および超電導薄膜材料に関する。
背景技術
[0002] 現在、ビスマス系の超電導体を用いた超電導線材と、 RE 123系の超電導体を用い た超電導線材との 2種類の超電導線材の開発が特に進められている。このうち RE12 3系の超電導線材は、液体窒素温度（77. 3K)での臨界電流密度がビスマス系の超 電導線材よりも高いという利点を有している。また、低温下および一定磁場下におけ る臨界電流値が高いという利点を有している。このため、 RE123系の超電導線材は 次世代の高温超電導線材として期待されて 、る。
[0003] 一方で、 RE123系の超電導体はビスマス系の超電導体のように銀シースで被覆す ることができないので、配向金属基板上に気相法のみまたは液相法のみによって超 電導体 (超電導薄膜材料)を成膜する方法で製造される。
[0004] ここで、従来の RE 123系の超電導薄膜材料の製造方法が、たとえば特開 2003— 323822号公報 (特許文献 1)に開示されている。特許文献 1には、レーザ蒸着法 (P LD法)を用 、て金属テープ基板上に中間層を形成し、次に PLD法を用 、て RE 123 系の組成を有する第 1の超電導層を中間層上に形成し、次にレーザ蒸着法を用 、て RE 123系の組成を有する第 2の超電導層を第 1の超電導層上に形成する技術が開 示されている。
特許文献 1：特開 2003 - 323822号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] 超電導線材の臨界電流値を増加するためには、超電導薄膜材料の膜厚を厚くし、 電流が流れる部分の断面積を大きくすればよい。し力しながら、従来の超電導線材 は、超電導薄膜材料の膜厚の増加に伴って、臨界電流密度が低下し、臨界電流値 の増加が徐々に鈍くなる性質があった。このため、臨界電流密度および臨界電流値 を向上することができな 、と 、う問題があった。
[0006] また、配向金属基板上に液相法のみによって超電導薄膜材料を成膜する方法で は、超電導薄膜材料が結晶成長しにくいという問題があった。
[0007] したがって、本発明の一の目的は、臨界電流密度および臨界電流値を向上するこ とのできる超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料を提 供することである。
[0008] また、本発明の他の目的は、超電導薄膜材料が結晶成長しやす!、超電導薄膜材 料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料を提供することである。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明の一の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法は、気相法により気相成長 超電導層を形成する気相工程と、気相成長超電導層に接するように、液相法により 液相成長超電導層を形成する液相工程とを備えて ヽる。
[0010] 本発明の他の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法は、気相法により気相成長 超電導層を形成する n (nは 2以上の整数）回の気相工程と、液相法により液相成長 超電導層を形成する n回の液相工程とを備えている。 n回の気相工程のうち第 1気相 工程において第 1気相成長超電導層を形成し、 n回の液相工程のうち第 1液相工程 にお ヽて第 1気相成長超電導層に接するように第 1液相成長超電導層を形成する。 n回の気相工程のうち第 k (kは n≥k≥ 2を満たす整数)気相工程にぉ 、て、第 k— 1 液相成長超電導層に接するように第 k気相成長超電導層を形成し、 n回の液相工程 のうち第 k液相工程にぉ ヽて、第 k気相成長超電導層に接するように第 k液相成長超 電導層を形成する。
[0011] 本願発明者らは、膜厚の増加に伴う臨界電流密度の低下を抑止するためには、超 電導薄膜材料の表面の平滑性および超電導薄膜材料の結晶の緻密性が重要な要 因になることを見出した。気相法では、形成される膜の膜厚が厚くなるに従って膜が 形成される表面の温度が低下し、それにより a軸配向粒が多くなる現象が見られる。こ のため、気相法のみによって成膜された従来の超電導薄膜材料では、膜厚が厚くな るに従って表面平滑性が悪くなる。また、液相法では、形成される膜の膜厚が厚くな るに従って (特に 1 μ mを越える膜厚になると)超電導薄膜材料の結晶の緻密性が低 下する。このため、従来においては超電導薄膜材料の膜厚を増加しても所望の臨界 電流密度および臨界電流値が得られなかった。
[0012] そこで、本発明の超電導薄膜材料の製造方法においては、気相法により気相成長 超電導層が形成され、気相成長超電導層に接するように液相法により液相成長超電 導層が形成される。これにより、液相成長超電導層を形成する際には、気相成長超 電導層の表面の凹凸に液体が入り込み、気相成長超電導層の表面を核として液相 成長超電導層の結晶成長が起こるので、気相成長超電導層の表面の凹凸が平滑化 される。また、気相成長超電導層および液相成長超電導層の両方によって超電導薄 膜材料が構成されるので、気相成長超電導層または液相成長超電導層の ヽずれか 一方のみにより超電導薄膜材料が構成される場合に比べて、気相成長超電導層お よび液相成長超電導層の各々の膜厚を薄くすることができる。これにより、超電導薄 膜材料の表面の凹凸が平滑化され、超電導薄膜材料の結晶の緻密性の低下を抑止 することができる。その結果、超電導薄膜材料の表面の平滑性および超電導薄膜材 料の結晶の緻密性が良好な状態で超電導薄膜材料の膜厚を厚くすることができるの で、膜厚の増加に伴う臨界電流密度の低下を抑止することができ、臨界電流密度お よび臨界電流値を向上することができる。
[0013] また、液相法による液相成長超電導層の成長の初期段階では、結晶成長の核とな る層が必要である。従来の液相法のみによって超電導薄膜材料を成膜する方法で は、結晶成長の核となる層が無いため、結晶成長しにくかった。これに対して、本発 明の製造方法によれば、気相成長超電導層が液相法における結晶成長の核となる ので、超電導薄膜材料が結晶成長しやすい。
[0014] 力!]えて、本発明の他の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法によれば、気相成長 超電導層および液相成長超電導層を複数回交互に形成することにより超電導薄膜 材料を製造するので、気相成長超電導層および液相成長超電導層の各々の膜厚が 薄い状態で超電導層の総膜厚を厚くすることができる。これにより、臨界電流値を一 層増加することができる。 [0015] 本発明の一の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法において好ましくは、気相ェ 程にお ヽて基板の表面側に気相成長超電導層を形成する。基板の裏面側に気相法 により裏面側気相成長超電導層を形成する裏面側気相工程と、裏面側気相成長超 電導層に接するように、液相法により裏面側液相成長超電導層を形成する裏面側液 相工程とがさらに備えられている。
[0016] これにより、基板の両面に超電導薄膜材料を形成することができるので、超電導線 材の電流の経路を増やすことができ、臨界電流密度および臨界電流値を一層向上 することができる。
[0017] なお、「基板の表面」、「基板の裏面」とは、基板における 2つの主面を区別している に過ぎず、 2つの主面のうち!、ずれの主面が表面であってもよ!/、。
[0018] 本発明の一の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法において好ましくは、気相ェ 程にお 1ヽて基板の表面側に気相成長超電導層を形成する。気相成長超電導層と基 板との間に中間層を形成する工程がさらに備えられている。基板は金属よりなってお り、かつ中間層は岩石型、ぺロブスカイト型、またはノ ィロクロア型のいずれかの結晶 構造を有する酸化物よりなっており、かつ気相成長超電導層および液相成長超電導 層はいずれも RE 123系の組成を有している。
[0019] 本発明の他の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法において好ましくは、第 1気 相工程において基板の表面側に第 1気相成長超電導層を形成する。第 1気相成長 超電導層と基板との間に中間層を形成する工程がさらに備えられている。基板は金 属よりなつており、かつ中間層は岩石型、ぺロブスカイト型、またはパイロクロア型の いずれかの結晶構造を有する酸ィ匕物よりなっており、かつ第 1〜第 n気相成長超電 導層および第 1〜第 n液相成長超電導層は 、ずれも RE 123系の組成を有して 、る。
[0020] これにより、結晶配向性および表面平滑性に優れた超電導薄膜材料が得られ、臨 界電流密度および臨界電流値を向上することができる。
[0021] 本発明の一の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法において好ましくは、液相ェ 程の後に、液相成長超電導層に接するように超電導層を形成する工程がさらに備え られている。
[0022] 本発明の他の局面に従う超電導薄膜材料の製造方法において好ましくは、第 n液 相工程の後に、第 n液相成長超電導層に接するように超電導層を形成する工程がさ らに備えられている。
[0023] 液相法によって成長された超電導層は気相法によって成長された超電導層に比べ て表面平滑性に優れているので、これにより、表面平滑性の優れた超電導層の上に 超電導層を形成することができる。
[0024] 上記製造方法にお!、て好ましくは、気相法がレーザ蒸着法、スパッタリング法、また は電子ビーム蒸着法の 、ずれかである。
[0025] 上記製造方法にお!、て好ましくは、液相法が有機金属堆積法 (MOD法)である。
これにより、結晶配向性および表面平滑性に優れた超電導薄膜材料が得られ、臨 界電流密度および臨界電流値を向上することができる。
[0026] 本発明の超電導機器は、上記の超電導薄膜材料の製造方法により製造された超 電導薄膜材料が用いられて ヽる。
[0027] 本発明の超電導機器によれば、臨界電流密度および臨界電流値を向上することが できる。
[0028] 本発明の超電導薄膜材料は、第 1超電導層と、第 1超電導層に接するように形成さ れた第 2超電導層とを備える超電導薄膜材料であって、臨界電流値が 110 (A/cm 幅）を越えている。
[0029] なお、本願明細書における「RE123系」とは、 RE Ba Cu O において、 0. 7≤x
7-d
≤1. 3、 1. 7≤y≤2. 3、 2. 7≤z≤3. 3であることを意味する。また、「RE123系」の REは、希土類元素およびイットリウム元素の少なくともいずれかを含む材質を意味す る。また、希土類元素としては、たとえばネオジム（Nd)、ガドリニウム（Gd)、ホルミニ ゥム（Ho)、サマリウム（Sm)などが含まれる。
発明の効果
[0030] 本発明の超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料によ れば、臨界電流密度および臨界電流値を向上することができる。
図面の簡単な説明
[0031] [図 1]本発明の実施の形態 1における超電導薄膜材料の構成を概略的に示す部分 断面斜視図である。 [図 2]本発明の実施の形態 1における超電導薄膜材料の製造方法を示すフロー図で ある。
[図 3]本発明の実施の形態 1における超電導層の形成の様子を模式的に示す図であ る。
[図 4]本発明の実施の形態 1における他の超電導薄膜材料の構成を概略的に示す 部分断面斜視図である。
[図 5]本発明の実施の形態 2における超電導薄膜材料の構成を概略的に示す部分 断面斜視図である。
[図 6]本発明の実施の形態 2における超電導薄膜材料の製造方法を示すフロー図で ある。
[図 7]本発明の実施の形態 3における超電導薄膜材料の構成を概略的に示す部分 断面斜視図である。
[図 8]本発明の実施の形態 3における超電導薄膜材料の製造方法を示すフロー図で ある。
[図 9]本発明の実施例 1における超電導層の膜厚と臨界電流値 Icとの関係を示す図 である。
[図 10]本発明の実施例 1における超電導層の膜厚と表面粗さ Raとの関係を示す図 である。
符号の説明
[0032] 1 金属基板、 la 表面、 lb 裏面、 2 中間層、 3〜9 超電導層、 10 超電導薄 膜材料。
発明を実施するための最良の形態
[0033] 以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1における超電導薄膜材料の構成を概略的に示す部 分断面斜視図である。図 1を参照して、本実施の形態における超電導薄膜材料 10は 、テープ状の形状を有しており、金属基板 1と、中間層 2と、気相成長超電導層（第 1 超電導層）としての超電導層 3と、液相成長超電導層（第 2超電導層）としての超電導 層 4とを備えている。超電導薄膜材料 10はたとえば超電導機器などに用いられる。
[0034] 金属基板 1は、たとえばステンレス、ニッケル合金 (たとえばハステロイ）、または銀合 金などの金属よりなって 、る。
[0035] 中間層 2は金属基板 1の表面 la上に形成されており、拡散防止層として機能する。
中間層 2は、たとえば岩石型、ぺロブスカイト型、またはパイロクロア型のいずれかの 結晶構造を有する酸化物よりなっており、具体的には、酸化セリウム、イットリア安定 化ジルコユア (YSZ)、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、また はバリウムジルコユアなどの材質よりなっている。
[0036] 超電導層 3および超電導層 4は中間層 2上に積層して形成されている。超電導層 3 および超電導層 4は、実質的に同じ材質の材料よりなっており、たとえば RE123系の 組成を有している。
[0037] なお、図 1においては中間層 2を設けた構成について説明した力 中間層 2は省略 されてちょい。
[0038] 次に、本実施の形態における超電導薄膜材料の製造方法について説明する。
図 2は、本発明の実施の形態 1における超電導薄膜材料の製造方法を示すフロー 図である。図 1および図 2を参照して、本実施の形態の超電導薄膜材料の製造方法 では、始めに金属基板 1が準備され (ステップ S1)、この金属基板 1の表面 la上に、 たとえば YSZよりなる中間層 2がレーザ蒸着法により形成される (ステップ S2)。次に 、この中間層 2上に、たとえば RE123系の組成を有する超電導層 3が気相法により形 成される (ステップ S3)。超電導層 3を形成する際の気相法としては、たとえばレーザ 蒸着法、スパッタリング法、または電子ビーム蒸着法などが用いられる。続いて、超電 導層 3に接するように、たとえば RE 123系の組成を有する超電導層 4が MOD法など の液相法により形成される (ステップ S4)。以上の工程により超電導薄膜材料 10が完 成する。
[0039] なお、中間層 2が省略される場合には、上記の中間層 2の形成工程 (ステップ S2) が省略され、超電導層 3の形成工程 (ステップ S3)において超電導層 3が金属基板 1 の表面 laに接するように形成される。
[0040] 図 3は、本発明の実施の形態 1における超電導層の形成の様子を模式的に示す図 である。図 3 (a)を参照して、本実施の形態の超電導薄膜材料 10およびその製造方 法によれば、超電導層 3は気相法により形成されるので、超電導層 3の膜厚 dlが厚 い場合にはその表面 S1に凹凸が存在する場合がある。しかし、図 3 (b)を参照して、 液相法により超電導層 4を形成する際には、超電導層 4の成分が含まれている溶液 が凹凸の中に入り込み、超電導層 3の表面 S1を核として超電導層 4の結晶成長が起 こる。これにより、平滑ィ匕された表面 S2が得られる。また、図 3 (a)、（b)を参照して、 超電導層 3の膜厚 dlおよび超電導層 4の膜厚 d2を合わせた膜厚が超電導薄膜材 料の膜厚 d3となるので、超電導層 3の膜厚 dlおよび超電導層 4の膜厚 d2をそれほど 厚くしなくても超電導薄膜材料の膜厚 d3を厚くすることができる。これにより、超電導 層 3の表面 S1の平滑性を保つことができ、かつ超電導層 4の結晶の緻密性の低下を 抑止することができる。その結果、超電導薄膜材料の表面 S2の平滑性および超電導 薄膜材料の結晶の緻密性が良好な状態で超電導薄膜材料の膜厚を厚くすることが できるので、膜厚の増加に伴う臨界電流密度の低下を抑止することができ、臨界電 流密度および臨界電流値を向上することができる。
[0041] また、液相法により超電導層 4を形成する際に超電導層 3が結晶成長の核となるの で、超電導薄膜材料が結晶成長しやすい。
[0042] また、岩石型、ぺロブスカイト型、またはノ ィロクロア型の 、ずれかの結晶構造を有 する酸化物よりなる中間層 2を超電導層 3と金属基板 1との間に形成し、かつ超電導 層 3および超電導層 4はいずれも RE123系の組成を有していることにより、表面の平 滑性および結晶の緻密性に優れた超電導薄膜材料が得られ、臨界電流密度および 臨界電流値を向上することができる。
[0043] また、気相法がレーザ蒸着法、スパッタリング法、または電子ビーム蒸着法の ヽず れかであることにより、表面の平滑性および結晶の緻密性に優れた超電導薄膜材料 が得られ、臨界電流密度および臨界電流値を向上することができる。
[0044] また、液相法が MOD法であることにより、表面の平滑性および結晶の緻密性に優 れた超電導薄膜材料が得られ、臨界電流密度および臨界電流値を向上することが できる。
[0045] なお、本実施の形態においては、超電導薄膜材料を構成する層うち最上の層が超 電導層 4である場合について示した力 図 4に示すように、超電導層 4を形成した (ス テツプ S4)後に、超電導層 4に接するように別の超電導層 9が形成されてもよい。この 超電導層 9は気相法によって形成されてもよいし、液相法によって形成されてもよい。 これにより、表面平滑性の優れた超電導層 4の上に別の超電導層 9を形成して超電 導薄膜材料の厚膜ィ匕を図ることができる。
[0046] (実施の形態 2)
図 5は、本発明の実施の形態 2における超電導薄膜材料の構成を概略的に示す部 分断面斜視図である。図 5を参照して、本実施の形態における超電導薄膜材料 10は 、金属基板 1、中間層 2、第 1気相成長超電導層としての超電導層 3、および第 1液相 成長超電導層としての超電導層 4の他に、第 2気相成長超電導層としての超電導層 5と、第 2液相成長超電導層としての超電導層 6とをさらに備えている。
[0047] 超電導層 5および超電導層 6は超電導層 4上に積層して形成されている。超電導層 5および超電導層 6は、実質的に同じ材質の材料よりなっており、たとえば RE123系 の組成を有している。
[0048] 次に、本実施の形態における超電導薄膜材料の製造方法について説明する。
図 6は、本発明の実施の形態 2における超電導薄膜材料の製造方法を示すフロー 図である。図 5および図 6を参照して、本実施の形態の超電導薄膜材料の製造方法 では、超電導層 4を形成した (ステップ S4)後に、超電導層 4に接するように、たとえば RE123系の組成を有する超電導層 5が気相法により形成される (ステップ S5)。超電 導層 5を形成する際の気相法としては、たとえばレーザ蒸着法、スパッタリング法、ま たは電子ビーム蒸着法などが用いられる。続いて、超電導層 5に接するように、たとえ ば RE123系の組成を有する超電導層 6が MOD法などの液相法により形成される（ ステップ S6)。以上の工程により超電導薄膜材料 10が完成する。
[0049] なお、これ以外の超電導薄膜材料 10およびその製造方法は、図 1および図 2に示 す実施の形態 1における超電導薄膜材料およびその製造方法と同様であるため、同 一の部分には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
[0050] 本実施の形態における超電導薄膜材料 10およびその製造方法によれば、実施の 形態 1の超電導薄膜材料およびその製造方法と同様の効果を得ることができる。カロ えて、気相法による超電導層の形成と液相法による超電導層の形成とを 2回交互に 行なうことにより超電導薄膜材料を製造するので、超電導層 3〜超電導層 6の各々の 膜厚が薄い状態で超電導薄膜材料の膜厚を厚くすることができる。これにより、臨界 電流値を一層増加することができる。
[0051] なお、本実施の形態においては、気相法により気相成長超電導層を形成する 2回 の気相工程と、液相法により液相成長超電導層を形成する 2回の液相工程とが交互 に行なわれる場合について示した。しかし、気相法による超電導層の形成と液相法 による超電導層の形成とが 2回以上交互に行なわれてもよい。
[0052] なお、本実施の形態においては、超電導層 6が超電導薄膜材料を構成する層うち 最上の層である場合について示した力 超電導層 6を形成した (ステップ S6)後に、 超電導層 6に接するように別の超電導層が形成されてもよ!ヽ。この超電導層は気相 法によって形成されてもよいし、液相法によって形成されてもよい。これにより、表面 平滑性の優れた超電導層 6の上に別の超電導層を形成して超電導薄膜材料の厚膜 ィ匕を図ることができる。
[0053] (実施の形態 3)
図 7は、本発明の実施の形態 3における超電導薄膜材料の構成を概略的に示す部 分断面斜視図である。図 7を参照して、本実施の形態における超電導薄膜材料 10は 、裏面側気相成長超電導層としての超電導層 7と、裏面側液相成長超電導層として の超電導層 8とをさらに備えて 、る。
[0054] 超電導層 7および超電導層 8は金属基板 1の裏面 lb側に積層して形成されて 、る 。超電導層 7および超電導層 8は、実質的に同じ材質の材料よりなっており、たとえば RE 123系の組成を有している。
[0055] 次に、本実施の形態における超電導薄膜材料の製造方法について説明する。
図 8は、本発明の実施の形態 3における超電導薄膜材料の製造方法を示すフロー 図である。図 7および図 8を参照して、本実施の形態の超電導薄膜材料の製造方法 では、超電導層 6を形成した (ステップ S6)後に、金属基板 1の裏面 lbに接するように 、たとえば RE123系の組成を有する超電導層 7が気相法により形成される (ステップ S7)。超電導層 7を形成する際の気相法としては、たとえばレーザ蒸着法、スパッタリ ング法、または電子ビーム蒸着法などが用いられる。続いて、超電導層 7に接するよう に、たとえば RE123系の組成を有する超電導層 8が MOD法などの液相法により形 成される (ステップ S8)。以上の工程により超電導薄膜材料 10が完成する。
[0056] 本実施の形態における超電導薄膜材料 10およびその製造方法によれば、実施の 形態 1の超電導薄膜材料およびその製造方法と同様の効果を得ることができる。カロ えて、金属基板 1の表面 la側および裏面 lb側の両方に超電導薄膜材料を形成する ことができるので、超電導線材の電流の経路を増やすことができ、臨界電流密度およ び臨界電流値を一層向上することができる。
[0057] なお、超電導層 7の形成 (ステップ S7)および超電導層 8の形成 (ステップ S8)の一 連の工程が行なわれるタイミングは任意であり、たとえば金属基板 1を準備した (ステ ップ S1)直後に行なわれてもよいし、超電導層 3を形成した (ステップ S 2)直後に行な われてもよい。また、金属基板 1と超電導層 7との間に中間層が形成されてもよい。
[0058] 実施の形態 1〜 3にお ヽては RE 123系の組成を有する材料よりなる超電導層を形 成する場合について示したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなぐ たとえばビスマス系などの他の材質の超電導層を形成する製造方法にも適用するこ とがでさる。
[0059] また、実施の形態 1〜3では金属基板 1の表面 laに中間層 2が形成される場合につ いて示した力 中間層 2は省略されてもよい。この場合には、超電導層 3が金属基板
1に接するように形成される。
[0060] (実施例 1)
本実施例では、超電導薄膜材料として以下の比較例 A、本発明例 B、本発明例 C、 比較例 D、および比較例 Eの各々を製造し、臨界電流値および表面平滑性を測定し た。
[0061] 比較例 A： Ni合金基板上に気相蒸着法を用 、て金属系酸化物よりなる中間層を成 膜した。中間層の表面の表面粗さ Raは 5nmであった。続いて PLD法を用いて中間 層の上に HoBa Cu O (HoBCO)よりなる超電導層を 0. 2 mの膜厚で成膜した。
2 3
[0062] 本発明例 B:始めに比較例 Aと同様の構造を作製した。続いて、超電導層上に MO D法を用いて HoBa Cu O (HoBCO)よりなる超電導層を 0. 3 μ mの膜厚で成膜し
2 3 た。これにより、超電導層の総膜厚は 0. 5 mとなった。
[0063] 本発明例 C :始めに本発明例 Bと同様の構造を作製した。続いて、超電導層上に P LD法を用いて HoBa Cu O (HoBCO)よりなる超電導層を 0. 3 mの膜厚で成膜
2 3
した。これにより、超電導層の総膜厚は 0. 8 mとなった。
[0064] 比較例 D:始めに比較例 Aと同様の構造を作製した。続いて、超電導層上に PLD 法を用いて HoBa Cu O (HoBCO)よりなる超電導層を 0. 3 μ mの膜厚で成膜した
2 3
。これにより、超電導層の総膜厚は 0. となった。
[0065] 比較例 E :始めに比較例 Dと同様の構造を作製した。続いて、超電導層上に PLD 法を用いて HoBa Cu O (HoBCO)よりなる超電導層を 0. 3 μ mの膜厚で成膜した
2 3
。これにより、超電導層の総膜厚は 0. となった。
[0066] 比較例 A、本発明例 B、本発明例 C,比較例 D、および比較例 Eの各々で測定され た lcm幅当たりの臨界電流値および表面粗さ Raを表 1、図 9、および図 10に示す。 なお、表面粗さ Raとは、 JIS (Japanese Industrial Standards)に規定された算術平均 粗さ Raのことを意味する。
[0067] [表 1]
Figure imgf000015_0001
表 1、図 9、および図 10を参照して、比較例 A、本発明例 B、および本発明例 Cの各 々を比較して、超電導層の膜厚が厚くなるに従って臨界電流値が増力 tlしている。比 較例 A、比較例 D、および比較例 Eの各々を比較した場合にも、超電導層の厚くなる に従って臨界電流値が増力 tlしている。これは、超電導層の膜厚が厚くなるに従って 電流が流れる部分の断面積が大きくなるためである。また、本発明例 Bと比較例 Dと を比較して、本発明例 Bと比較例 Dとは同じ膜厚であるにも関わらず、本発明例 Bの 方が表面粗さ Raが小さぐかつ臨界電流値が大きい。本発明例 Cと比較例 Eとを比 較した場合にも、本発明例 Cと比較例 Eとは同じ膜厚であるにも関わらず、本発明例 Cの方が表面粗さ Raが小さぐかつ臨界電流値が大きい。このことから、本発明例の ように気相法で超電導層を形成した後に液相法で超電導層を形成することで、超電 導層の表面平滑性を向上でき、臨界電流密度および臨界電流値を向上できることが 分かる。
[0069] 以上に開示された実施の形態および実施例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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および 実施例ではなぐ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 内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
産業上の利用可能性
[0070] 本発明は、たとえば超電導限流器、磁場発生装置、超電導ケーブル、超電導ブス バー、および超電導コイルなどを含む超電導機器に適して!/ヽる。

Claims

請求の範囲
[1] 気相法により気相成長超電導層（3)を形成する気相工程 (S3)と、
前記気相成長超電導層に接するように、液相法により液相成長超電導層（4)を形 成する液相工程 (S4)とを備えた、超電導薄膜材料（10)の製造方法。
[2] 前記気相工程 (S3)において基板（1)の表面（la)側に前記気相成長超電導層（3
)を形成し、
前記基板の裏面（lb)側に気相法により裏面側気相成長超電導層（7)を形成する 裏面側気相工程 (S7)と、
前記裏面側気相成長超電導層に接するように、液相法により裏面側液相成長超電 導層（8)を形成する裏面側液相工程 (S8)とをさらに備えたことを特徴とする、請求の 範囲第 1項に記載の超電導薄膜材料（10)の製造方法。
[3] 前記液相工程 (S4)の後に、前記液相成長超電導層（4)に接するように超電導層 を形成する工程をさらに備えた、請求の範囲第 1項に記載の超電導薄膜材料（10) の製造方法。
[4] 請求の範囲第 1項に記載の超電導薄膜材料の製造方法により製造された超電導 薄膜材料 (10)を用いた超電導機器。
[5] 気相法により気相成長超電導層 (3, 5)を形成する n (nは 2以上の整数）回の気相 工程（S3, S5)と、
液相法により液相成長超電導層（4, 6)を形成する n回の液相工程 (S4, S6)とを 備え、
前記 n回の気相工程のうち第 1気相工程 (S3)において第 1気相成長超電導層 (3) を形成し、
前記 n回の液相工程のうち第 1液相工程 (S4)において前記第 1気相成長超電導 層に接するように第 1液相成長超電導層（4)を形成し、
前記 n回の気相工程のうち第 k (kは n≥k≥ 2を満たす整数)気相工程 (S5)にお ヽ て、第 k 1液相成長超電導層（4)に接するように第 k気相成長超電導層 (5)を形成 し、
前記 n回の液相工程のうち第 k液相工程 (S6)において、第 k気相成長超電導層 (3 )に接するように第 k液相成長超電導層 (6)を形成することを特徴とする、超電導薄膜 材料 (10)の製造方法。
[6] 前記第 n液相工程 (S6)の後に、前記第 n液相成長超電導層 (6)に接するように超 電導層を形成する工程をさらに備えた、請求の範囲第 5項に記載の超電導薄膜材料 (10)の製造方法。
[7] 請求の範囲第 5項に記載の超電導薄膜材料の製造方法により製造された超電導 薄膜材料 (10)を用いた超電導機器。
[8] 第 1超電導層 (3)と、前記第 1超電導層に接するように形成された第 2超電導層 (4) とを備える超電導薄膜材料であって、臨界電流値が 110 (A/cm幅)を越えることを特 徴とする、超電導薄膜材料 (10)。
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