WO2017217487A1 - 酸化物超電導線材及びその製造方法 - Google Patents

酸化物超電導線材及びその製造方法 Download PDF

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光則 五十嵐
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株式会社フジクラ
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Definitions

  • the present invention relates to an oxide superconducting wire and a method for producing the same.
  • a rod-shaped artificial pin is deposited in the superconducting layer and implemented by a liquid phase method (MOD method, etc.)
  • MOD method liquid phase method
  • particulate artificial pins are deposited in the superconducting layer.
  • these artificial pins are usually dispersed randomly in the superconducting layer.
  • a superconductor target in which an artificial pin material is dispersed is used, and a laser is continuously irradiated onto the target, whereby a superconducting layer in which the artificial pins are dispersed is formed on a substrate.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which first superconducting films not containing impurities and second superconducting films containing impurities are alternately stacked.
  • Patent Document 2 discloses a structure in which columnar crystals containing Ba are discontinuously arranged in the film thickness direction in the superconducting layer.
  • Patent Document 3 discloses a structure in which columnar or rod-shaped BZO crystals are dispersed in a GdBCO superconducting layer in a state where the crystals are inclined with respect to the c-axis of the superconducting crystal and the longitudinal direction of the adjacent crystals is twisted. Is disclosed.
  • This invention is made
  • Jc critical current density
  • a first aspect of the present invention is an oxide superconducting wire having a superconducting layer formed on a substrate, wherein the superconducting layer has a plurality of artificial pin rods having different lengths.
  • the structure is distributed on a plane parallel to the substrate surface.
  • the superconducting layer includes a layer having a high density of the artificial pin rod and a layer having a low density in a plane parallel to the substrate surface. It has a structure in which layers are alternately stacked in a direction perpendicular to the substrate surface.
  • the artificial pin rod is BaMO 3 (where M is a tetravalent metal) or Re 2 O 3 (where RE Is composed of rare earth elements).
  • a fourth aspect of the present invention is a method for manufacturing an oxide superconducting wire according to any one of the first to third aspects, wherein the substrate is caused to travel in a predetermined direction.
  • a first target including a material constituting an artificial pin rod and a second target including a material constituting an oxide superconductor but not including a material constituting an artificial pin rod which are arranged integrally or separately Scanning the laser irradiation position in a direction crossing the traveling direction of the substrate, and forming the superconducting layer on the substrate by a pulsed laser deposition (PLD) method.
  • PLD pulsed laser deposition
  • a superconducting layer in which long and short artificial pin rods are mixed and dispersed provides a pinning effect even at various magnetic field application angles, and a critical current density (Jc ) Can be improved.
  • a superconducting layer in which long and short artificial pin rods are mixed and dispersed can be formed on a substrate.
  • FIG. 1 schematically shows an oxide superconducting wire according to this embodiment.
  • This oxide superconducting wire has a superconducting layer 30 formed on the substrate 20.
  • the substrate surface 35 is the surface of the substrate 20 on which the superconducting layer 30 is formed.
  • the superconducting layer 30 is expanded in the thickness direction (direction perpendicular to the substrate surface 35) compared to the substrate 20 compared to the actual case.
  • the superconducting layer 30 has a structure in which a plurality of rod-shaped artificial pins (artificial pin rods 34) having different lengths are dispersed on a plane parallel to the substrate surface 35.
  • a layer (dense zone 31) in which the artificial pin rod 34 has a high density in a plane parallel to the substrate surface 35 and a layer in which the density is low (dilute zone 32) are perpendicular to the substrate surface 35. It has an alternately stacked structure.
  • the surface parallel to the substrate surface 35 is a virtual surface (virtual plane) positioned inside the superconducting layer 30 while being parallel to the substrate surface 35.
  • the lean zone 32 may be a layer composed only of the superconductor 33 or may be a layer including the artificial pin rods 34 in the superconductor 33 at a lower density than the dense zone 31.
  • the layer in contact with the substrate 20 may be the dense zone 31 or the lean zone 32.
  • Two or more dense zones 31 and two lean zones 32 may be alternately arranged in the thickness direction of the superconducting layer 30.
  • the dense zone 31 includes a surface having a higher density along the plane parallel to the substrate surface 35 than the surroundings. It is preferable to include a surface whose density along parallel surfaces is lower than its surroundings.
  • examples of the density along the surface include the number of artificial pin rods 34 per unit area (surface density).
  • the cross section of the superconducting layer 30 is observed with a transmission electron microscope (TEM), and the density is determined by the number of artificial pin rods 34 per unit length on a line parallel to the substrate surface 35. Can be calculated.
  • TEM transmission electron microscope
  • the artificial pin rod introduced into the superconducting layer having a c-axis perpendicular to the substrate surface is the c-axis direction of the superconductor.
  • long artificial pin rods and short artificial pin rods are mixed and distributed along a plane parallel to the substrate surface, so that artificial pin rods having different lengths serve as pinning centers for magnetic fields of various angles. Contributes and improves anisotropy problems. Furthermore, it is considered that the problem of anisotropy can be improved by reducing the length of the artificial pin rod as in the case of the particulate pin. That is, for example, when a magnetic field is applied to the superconducting layer in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the artificial pin rod, if the length of the artificial pin rod is short, there is a range in which the magnetic flux lines penetrating the artificial pin rod can move in the longitudinal direction. Since it is narrow, appropriate pinning can be realized.
  • the artificial pin rod 34 As a material (artificial pin material) constituting the artificial pin rod 34, for example, BaMO 3 (where M is a tetravalent metal), Re 2 O 3 (where RE is a rare earth element), BaWO 4 , ZrO 2 or the like 1 A seed
  • the tetravalent metal M include Zr, Hf, Sn, Ti, and the like.
  • RE in Re 2 O 3 include Y and Gd.
  • the length of the artificial pin rod 34 is, for example, 10 to 200 nm, and preferably 50 nm or less.
  • the thickness of the artificial pin rod 34 is, for example, 10 nm or less. It is preferable that the length variation of the artificial pin rod 34 is large.
  • the degree of dispersion (spreading degree) of the artificial pin rod 34 in a plane parallel to the substrate surface 35 is, for example, 5 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more as a dispersion degree such as standard deviation or quartile deviation. Is mentioned.
  • Patent Document 2 discloses that a superconducting layer has a laminated structure of a layer composed only of a superconducting material and a superconducting layer formed with columnar crystals. Describes a method of changing the thickness of a superconductor layer in which columnar crystals are formed. However, with this method, a superconducting layer in which the lengths of the columnar crystals are aligned along a plane parallel to the substrate surface can be obtained.
  • the length of the artificial pin rod 34 varies, and the length of the artificial pin rod 34 does not correspond to the thickness of the dense zone 31. Further, the positions of both ends of the artificial pin rod 34 do not correspond to the boundary line between the dense zone 31 and the lean zone 32.
  • FIG. 2 shows a film forming process and a film forming apparatus for forming the superconducting layer 30 as shown in FIG. 1 on the substrate 20 as an example of the manufacturing method of the oxide superconducting wire of this embodiment.
  • the substrate 20 of this embodiment is formed in a band shape, and can travel in the longitudinal direction of the substrate 20 in the film forming process.
  • an artificial pin material-containing target 21 (first target) and a superconducting material target 22 (second target) are used as targets 23 used when a superconducting layer is formed on the substrate 20 by a pulse laser deposition (PLD) method.
  • PLD pulse laser deposition
  • the artificial pin material-containing target 21 and the superconducting material target 22 may be integrally formed and juxtaposed or may be juxtaposed separately.
  • the artificial pin material-containing target 21 is a target containing an artificial pin material, it may contain a material (superconducting material) constituting an oxide superconductor, or may not contain a superconducting material.
  • the concentration of the artificial pin material in the artificial pin material-containing target 21 can be changed (increase / decrease) continuously or stepwise in a direction parallel to the surface irradiated with the laser, for example.
  • the superconducting material target 22 includes a superconducting material and does not include an artificial pin material.
  • the superconducting material target 22 may be composed of a pure superconducting material (which may contain inevitable impurities).
  • the composition of the plume 25 emitted from the target 23 changes, and the composition of the superconducting layer deposited on the substrate 20 also changes. Further, since the position of the plume 25 with respect to the substrate 20 also changes, the lengths of the artificial pins easily vary, and a structure in which artificial pin rods having different lengths are dispersed can be easily obtained.
  • the number of scans is not particularly limited, but scanning from one of the targets 21 and 22 to the other of the targets 21 and 22 can be performed once or twice or more. After scanning from one of the targets 21 and 22 to the other, scanning can be performed so as to return from the other to the other, and the scanning can be repeated.
  • the scanning speed is preferably set so that the change between the targets 21 and 22 is repeated twice or more while the superconducting layer is formed in the thickness direction.
  • the number of changes of the targets 21 and 22 is counted as one when scanning from one of the targets 21 and 22 to the other, and is counted once when scanning from the other to the other.
  • a plurality of lanes A to E are provided in a direction intersecting the traveling direction of the substrate 20 (for example, the vertical direction and the width direction of the substrate 20), and the substrate 20 is passed through the lanes A to E sequentially.
  • the lane can be changed such that C follows B, D follows C, D follows D, and E follows D.
  • the film may be formed while returning to the reverse order (E, D, C, B, and A). It may be repeated.
  • the direction in which the irradiation position of the laser 24 scans is preferably a direction that intersects the traveling direction of the substrate 20 (for example, the vertical direction or the width direction of the substrate 20).
  • the composition of the material deposited on the substrate 20 in each lane that is, the composition of the plume 25 reaching the substrate 20
  • the artificial pin rod that grows and the artificial pin rod that stops growing can be mixed at a considerable ratio. Further, when the substrate 20 is at the lane E side position, the artificial pin material hardly reaches the lane E side when the laser 24 irradiates the artificial pin material-containing target 21, and the laser 24 is on the superconducting material target 22. Since a lot of superconducting material reaches the lane E side when irradiating, the growth of many artificial pin rods tends to stop, but some artificial pin rods may continue to grow.
  • the type and ratio of the material deposited on the substrate 20 for each lane, the degree of growth or stop of the growth of the artificial pin rod, and the like can be changed.
  • the length of the artificial pin rod and the position of the growth start or stop in the thickness direction are likely to vary, and the artificial pin rods having different lengths are dispersed in each of the width direction, the length direction, and the thickness direction of the substrate 20.
  • the structure can be easily obtained.
  • the target 23 When the film forming process is continued over the longitudinal direction of the substrate 20, it is preferable to drive the target 23 in a predetermined driving direction 27. Thereby, the irradiation position of the laser 24 moves relatively on the target 23, and the target 23 can be consumed more uniformly.
  • the driving direction 27 for uniformly using the target 23 preferably intersects (for example, orthogonally) with the scanning direction 26 of the laser 24.
  • the overall shape of the target 23 is not particularly limited.
  • the target 23 may have a quadrangular shape with two sides along the scanning direction 26 and the driving direction 27.
  • the length L and the height T are equal to each other, and the widths W1 and W2 are set to a predetermined ratio.
  • the shape, arrangement, etc. can be arbitrarily set.
  • the position and the number of the artificial pin material-containing targets 21 in the target 23 are not particularly limited, and may be one end or both ends on the lane A side or the lane E side along the scanning direction 26, or may be the center portion. Two or more artificial pin material-containing targets 21 and superconducting material targets 22 may be alternately arranged.
  • the substrate 20 is preferably a laminate having one or more intermediate layers on a metal substrate.
  • a protective layer is preferably provided on the superconducting layer 30.
  • FIG. 3 shows a laminated body 15 having a metal substrate 11, an intermediate layer 12, an oxide superconducting layer 13, and a protective layer 14 as an example of the superconducting wire 10.
  • the superconducting layer 30 can be formed as the oxide superconducting layer 13 using the metal substrate 11 and the intermediate layer 12 as the substrate 20.
  • the metal substrate 11 is a tape-like metal base material, and has main surfaces (one surface 11a and a back surface 11b on the opposite side) on both sides in the thickness direction.
  • Specific examples of the metal constituting the metal substrate 11 include nickel alloys typified by Hastelloy (registered trademark), stainless steel, and oriented Ni—W alloys in which a texture is introduced into the nickel alloy.
  • the thickness of the metal substrate 11 may be appropriately adjusted according to the purpose, and is, for example, in the range of 10 to 500 ⁇ m.
  • the intermediate layer 12 is provided between the metal substrate 11 and the oxide superconducting layer 13.
  • the intermediate layer 12 may have a multilayer structure, and may include, for example, a diffusion prevention layer, a bed layer, an alignment layer, a cap layer, and the like in order from the metal substrate 11 side to the oxide superconducting layer 13 side. These layers are not necessarily provided one by one, and some layers may be omitted, or two or more of the same kind of layers may be laminated repeatedly.
  • the diffusion preventing layer has a function of suppressing a part of the components of the metal substrate 11 from diffusing and mixing as impurities into the oxide superconducting layer 13 side.
  • the diffusion preventing layer is made of, for example, Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , GZO (Gd 2 Zr 2 O 7 ) or the like.
  • the thickness of the diffusion preventing layer is, for example, 10 to 400 nm.
  • the orientation layer is formed from a biaxially oriented material in order to control the crystal orientation of the cap layer thereon.
  • the material of the alignment layer include Gd 2 Zr 2 O 7 , MgO, ZrO 2 —Y 2 O 3 (YSZ), SrTiO 3 , CeO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Examples thereof include metal oxides such as Zr 2 O 3 , Ho 2 O 3 , and Nd 2 O 3 .
  • This alignment layer is preferably formed by an IBAD (Ion-Beam-Assisted Deposition) method.
  • the cap layer is formed of a material that is formed on the surface of the above-described alignment layer and allows crystal grains to self-align in the in-plane direction (direction parallel to the surface).
  • the material of the cap layer for example, CeO 2, Y 2 O 3 , Al 2 O 3, Gd 2 O 3, ZrO 2, YSZ, Ho 2 O 3, Nd 2 O 3, LaMnO 3 , and the like.
  • Examples of the thickness of the cap layer include a range of 50 to 5000 nm.
  • a bed layer that is a layer for reducing the interface reactivity and obtaining the orientation of the film formed thereon may be formed on the diffusion preventing layer.
  • the material of the bed layer include Y 2 O 3 , Er 2 O 3 , CeO 2 , Dy 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Ho 2 O 3 , and La 2 O 3 .
  • the thickness of the bed layer is, for example, 10 to 100 nm.
  • the oxide superconducting layer 13 is composed of an oxide superconductor containing a rare earth element.
  • the oxide superconductor include RE-Ba-Cu-O (REBCO) -based oxides such as REBa 2 Cu 3 O X (RE123).
  • the rare earth element RE contained in the oxide superconductor is one or two of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. The above is mentioned. Among these, one of Y, Gd, Eu, and Sm, or a combination of two or more of these elements is preferable.
  • the thickness of the superconducting layer is, for example, about 0.5 to 5 ⁇ m. This thickness is preferably uniform in the longitudinal direction of the superconducting wire 10.
  • the protective layer 14 has functions such as bypassing overcurrent generated at the time of an accident and suppressing a chemical reaction occurring between the oxide superconducting layer 13 and a layer provided on the protective layer 14.
  • Examples of the material of the protective layer 14 include silver (Ag), copper (Cu), gold (Au), an alloy of gold and silver, other silver alloys, copper alloys, and gold alloys.
  • the protective layer 14 covers at least the surface of the oxide superconducting layer 13 (the surface opposite to the metal substrate 11 in the thickness direction). Furthermore, the protective layer 14 may cover part or all of the region selected from the side surface of the oxide superconducting layer 13, the side surface of the intermediate layer 12, the side surface of the metal substrate 11, and the back surface 11 b of the metal substrate 11.
  • the superconducting wire 10 may have a stabilizing layer or a stabilizing material around the laminate 15.
  • the material used for the stabilizing layer or the stabilizing material may vary depending on the application of the superconducting wire 10.
  • the stabilization layer or the stabilizing material needs to function as a main part of a bypass that commutates an overcurrent generated at the time of transition to the normal conducting state.
  • a highly conductive metal is preferably used. Examples of the highly conductive metal include metals such as copper, copper alloy, aluminum, and aluminum alloy.
  • the superconducting wire 10 when used for a superconducting fault current limiter, it is necessary to instantaneously suppress the overcurrent generated at the time of transition to the normal conducting state, so that a high resistance metal is suitable for the stabilizing layer or the stabilizing material. Used for.
  • the high resistance metal include Ni-based alloys such as Ni—Cr.
  • the stabilization layer can be formed by being laminated by plating or the like on part or all of the periphery of the laminate 15 such as on the protective layer 14.
  • the stabilizing material can be composed of, for example, a tape-shaped metal member, and can be joined to the laminate 15 with a joining material.
  • the material constituting the bonding material include Sn—Pb, Pb—Sn—Sb, Sn—Pb—Bi, Bi—Sn, Sn—Cu, Sn—Pb—Cu, and Sn—Ag.
  • metals such as solder, Sn, Sn alloy, In (indium), In alloy, Ga, Ga alloy, Zn, and Zn alloy.
  • one metal tape may cover only one surface around the laminate 15 or may cover two or more surfaces by bending.
  • the method for providing the stabilizing material around the laminated body 15 is not particularly limited, but the step of arranging the stabilizing material around the laminated body 15, the step of bending the stabilizing material along the outer shape of the laminated body 15 (forming), Examples include a method of heating and pressurizing the laminate 15 to melt part or all of the bonding material (remelting, reflowing), and cooling the whole while continuing the pressurization to solidify the bonding material. .
  • the method for supplying the bonding material is not particularly limited, and the bonding material may be formed in advance on the surface of the stabilizing material or the like, or may be added between the laminate 15 and the bonding material or during processing.
  • the superconducting wire 10 can be used in various forms such as a tape, a cable, and a coil.
  • the superconducting wire 10 is wound around the outer peripheral surface of the winding frame to form a coil shape (multilayer winding coil), and then the wound superconducting wire 10 is covered.
  • the superconducting wire 10 can be fixed by impregnating a resin such as an epoxy resin.
  • the superconducting wire 10 can have an external terminal. The portion having the external terminal may have a different cross-sectional structure from other portions.
  • the base material 20 sequentially travels the plurality of lanes A, B, C, D, and E, each time the travel of each base material 20 in each lane is completed. Further, the relative position between the base material 20 and the target 23 is changed. The relative position is changed in a direction (left and right direction in FIG. 2) orthogonal to both the opposing direction of the base material 20 and the target 23 (up and down direction in FIG. 2) and the longitudinal direction of the base material 20. As a method for changing the relative positions of the two in this way, in this embodiment, the travel lane of the substrate 20 is changed.
  • the target 23 ( Further, the relative position of the two may be changed by moving the irradiation range of the laser 24 in the orthogonal direction. It is also possible to change the composition of the plume 25 by changing the irradiation range of the laser 24 in the scanning direction 26. For example, if the irradiation range of the laser 24 is set so as to irradiate the artificial pin material-containing target 21 more widely than the superconducting material target 22, the content of the artificial pin material in the generated plume 25 can be improved.
  • the irradiation range of the laser 24 is set so as to irradiate the superconducting material target 22 more widely than the artificial pin material-containing target 21, the content of the artificial pin material in the generated plume 25 can be reduced.
  • the composition range of the plume 25 is changed by changing the irradiation range of the laser 24 in this way so that the growth of the artificial pin rod can be dispersed. It may be.
  • the irradiation range of the laser 24 is set only on the superconducting material target 22 or the irradiation region on the superconducting material target 22 is set as the irradiation region on the artificial pin material-containing target 21. You may set it remarkably large compared with.
  • a target composed of GdBCO (not including BaHfO 3 ) was used.
  • Comparative Example 2 a target in which 3.5 mol% of BaHfO 3 was uniformly mixed with GdBCO was used.
  • a superconducting layer was formed on the substrate by the PLD method using each target.
  • the graph of FIG. 4 shows the results of evaluating the magnetic field angle dependence of Jc of the obtained superconducting layer at a temperature of 50K and an external magnetic field of 5T.
  • Jc is improved with respect to all magnetic field application angles ⁇ . Comparing the minimum Jc, it was about 2.6 MA / cm 2 in Example 1 and about 1.6 MA / cm 2 in Comparative Examples 1 and 2 , and Example 1 showed an improvement in the minimum value of Jc. .

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Abstract

この酸化物超電導線材は、基板上に形成された超電導層を有する酸化物超電導線材であって、超電導層は、長さが異なる複数の人工ピンロッドが基板の基板面に平行な面上に分散した構造を有する。

Description

酸化物超電導線材及びその製造方法
　本発明は、酸化物超電導線材及びその製造方法に関する。
　本願は、２０１６年６月１６日に日本に出願された特願２０１６－１１９８３８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、一般式ＲＥＢａ２Ｃｕ３ＯＸ（ＲＥ１２３）で表されるＹ系酸化物超電導体を用いた超電導線材の開発が進められている。Ｙ系超電導線材において、超電導層内に意図的に異相成分を導入すると、異相成分がピンニング（ピン止め）センターとして機能し、磁場中における超電導線材の臨界電流特性が向上することがよく知られている。これら意図的に導入されるピンニングセンターは人工ピンと呼ばれる。人工ピン材料としては、ＢａＺｒＯ３（ＢＺＯ）、ＢａＨｆＯ３（ＢＨＯ）、Ｙ２Ｏ３等が知られている。
　例えば、ＢＺＯ又はＢＨＯの導入を気相法（ＰＬＤ法、ＣＶＤ法等）で実施した場合は、ロッド状の人工ピンが超電導層内に析出し、液相法（ＭＯＤ法等）で実施した場合は粒子状の人工ピンが超電導層内に析出する。そして、ロッド状及び粒子状のいずれの場合も、これらの人工ピンは、通常は超電導層内にランダムに分散される。例えばＰＬＤ法においては、人工ピン材料を分散させた超電導体ターゲットを用い、ターゲットにレーザーを連続的に照射することで、人工ピンが分散した超電導層が基板上に成膜される。
　以上が一般的な人工ピンの導入方法であるが、公知文献として、人工ピンの導入に工夫をした報告がなされている。
　特許文献１には、不純物を含まない第一超電導膜と不純物を含む第二超電導膜とが交互に積層された構造が開示されている。
　特許文献２には、Ｂａを含む柱状結晶が超電導層中の膜厚方向に不連続に並んだ構造が開示されている。
　特許文献３には、ＧｄＢＣＯ超電導層の内部に、柱状又は棒状のＢＺＯの結晶が、超電導結晶のｃ軸に対して傾き、かつ、隣接する前記結晶の長手方向がねじれる状態で分散している構造が開示されている。
日本国特開２００９－２８３３７２号公報 日本国特開２００８－１３０２９１号公報 日本国特開２０１２－０３３４０２号公報
　通常の人工ピン導入方法でロッド状の人工ピンを超電導層に導入した場合、ロッドは超電導層のｃ軸方向に成長するため、磁場がｃ軸方向に印加された場合には、特に強いピンニング力を示す。しかし、ｃ軸方向に対する磁場の印加方向の角度（磁場印加角度）が９０°に近付くにしたがい、、人工ピンの導入がピンニングにあまり寄与しなくなる可能性がある。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、様々な磁場印加角度においても臨界電流密度（Ｊｃ）を向上することが可能な酸化物超電導線材及びその製造方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、基板上に形成された超電導層を有する酸化物超電導線材であって、前記超電導層は、長さが異なる複数の人工ピンロッドが前記基板の基板面に平行な面上に分散した構造を有する。
　本発明の第２の態様は、前記第１の態様の酸化物超電導線材において、前記超電導層が、前記基板面に平行な面における前記人工ピンロッドの密度が高い層と前記密度が低い層とが前記基板面に垂直な方向に交互に積層された構造を有する。
　本発明の第３の態様は、前記前記第１又は第２の態様の酸化物超電導線材において、前記人工ピンロッドが、ＢａＭＯ３（ただし、Ｍは４価金属）又はＲｅ２Ｏ３（ただし、ＲＥは希土類元素）から構成されている。
　前記課題を解決するため、本発明の第４の態様は、前記第１から第３のいずれか１つの態様の酸化物超電導線材の製造方法であって、前記基板を所定の方向に走行させつつ、一体又は別体に並置された、人工ピンロッドを構成する材料を含む第１ターゲットと、酸化物超電導体を構成する材料を含むが人工ピンロッドを構成する材料を含まない第２ターゲットと、の間でレーザーの照射位置を前記基板の走行方向に交差する方向に走査して、パルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）法により前記基板上に前記超電導層を形成する工程を備える。
　本発明の酸化物超電導線材によれば、人工ピンロッドの長いものと短いものとが混在して分散した超電導層を備えることにより、様々な磁場印加角度においてもピンニング効果を示し、臨界電流密度（Ｊｃ）を向上することができる。また、本発明の酸化物超電導線材の製造方法によれば、人工ピンロッドの長いものと短いものとが混在して分散した超電導層を、基板上に成膜することができる。
本発明の酸化物超電導線材の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の製造方法における成膜工程の一例を示す斜視図である。 酸化物超電導線材の積層体の一例を示す断面図である。 酸化物超電導線材のＪｃの磁場角度依存性の一例を示すグラフである。
　以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態の酸化物超電導線材を模式的に示す。この酸化物超電導線材は、基板２０上に形成された超電導層３０を有する。また、基板面３５は、超電導層３０が形成される基板２０の表面である。なお、図１では、基板２０に比べて超電導層３０が厚さ方向（基板面３５に垂直な方向）に実際よりも拡大されている。
　超電導層３０は、長さが異なるロッド状の複数の人工ピン（人工ピンロッド３４）が基板面３５に平行な面上に分散した構造を有する。また、超電導層３０は、基板面３５に平行な面における人工ピンロッド３４の密度が高い層（密集ゾーン３１）と、密度が低い層（希薄ゾーン３２）とが、基板面３５に垂直な方向に交互に積層された構造を有する。なお、本実施形態の、基板面３５に平行な面とは、基板面３５に平行しつつ超電導層３０の内部に位置する仮想面（仮想平面）である。
　希薄ゾーン３２は、超電導体３３のみから構成された層でもよく、超電導体３３中に密集ゾーン３１より低密度で人工ピンロッド３４を含む層でもよい。基板２０に接する層は、密集ゾーン３１でも希薄ゾーン３２でもよい。超電導層３０の厚さ方向に、密集ゾーン３１及び希薄ゾーン３２がそれぞれ２つ以上交互に配置されてもよい。
　密集ゾーン３１と希薄ゾーン３２との境界は必ずしも明確ではないが、密集ゾーン３１は、基板面３５に平行な面に沿った密度が周囲より高い面を含み、希薄ゾーン３２は、基板面３５に平行な面に沿った密度が周囲より低い面を含むことが好ましい。ここで、面に沿った密度としては、単位面積当たりの人工ピンロッド３４の個数が挙げられる（面密度）。密集ゾーン３１と希薄ゾーン３２とが交互に配置される構造としては、例えば、基板面３５に垂直な方向において、人工ピンロッド３４の密度が増加と減少を繰り返す構造が挙げられる。例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により超電導層３０の断面（厚さ方向に沿った断面）を観察して、基板面３５に平行な線上における単位長さ当たりの人工ピンロッド３４の個数により、密度を算出することができる。
　従来、気相法で基板面に垂直な方向に人工ピンを含む超電導体を堆積させた場合、基板面に垂直なｃ軸を有する超電導層に導入される人工ピンロッドは、超電導体のｃ軸方向に成長する傾向がある。このため、上述したように、磁場がｃ軸方向に印加された場合は、特に強いピンニング力を示すが、それ以外の角度（磁場印加角度）ではピンニングにあまり寄与しないという、異方性の問題がある。本実施形態の場合、長い人工ピンロッドと短い人工ピンロッドとが混在した状態で、基板面に平行な面に沿って分散されるので、長さの異なる人工ピンロッドがさまざまな角度の磁場に対するピンニングセンターとして寄与し、異方性の問題が改善される。さらに、人工ピンロッドの長さが短くなることで、粒子状のピンと同様に、異方性の問題が改善されると考えられる。すなわち、例えば人工ピンロッドの長手方向と直交する方向に磁場が超電導層に印加された場合において、人工ピンロッドの長さが短ければ、人工ピンロッド内を貫通する磁束線が前記長手方向に移動できる範囲が狭いため、適切なピンニングが実現できる。
　人工ピンロッド３４を構成する材料（人工ピン材料）としては、例えば、ＢａＭＯ３（ただし、Ｍは４価金属）、Ｒｅ２Ｏ３（ただし、ＲＥは希土類元素）、ＢａＷＯ４、ＺｒＯ２等の１種又は２種以上が挙げられる。４価金属Ｍとしては、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｓｎ，Ｔｉ等が挙げられる。Ｒｅ２Ｏ３のＲＥとしては、例えば、Ｙ，Ｇｄ等が挙げられる。人工ピンロッド３４の長さは、例えば１０～２００ｎｍであり、５０ｎｍ以下が好ましい。人工ピンロッド３４の太さは、例えば１０ｎｍ以下が挙げられる。人工ピンロッド３４の長さのばらつきが大きいことが好ましい。人工ピンロッド３４の長さが基板面３５に平行な面内でばらつく度合（散布度）としては、標準偏差、四分位偏差等の散布度として、例えば５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上が挙げられる。
　人工ピンロッドの長さを制御する方法として、例えば特許文献２には、超電導層が、超電導物質のみから構成された層と、柱状結晶が形成された超電導体層と、の積層構造を有する場合に、柱状結晶が形成された超電導体層の厚さを変える方法が記載されている。しかし、この方法では、基板面に平行な面に沿って柱状結晶の長さが揃った超電導層が得られる。本実施形態においては、人工ピンロッド３４の長さがばらついており、人工ピンロッド３４の長さが密集ゾーン３１の厚さに対応するものではない。また、人工ピンロッド３４の両端位置が、密集ゾーン３１と希薄ゾーン３２との境界線上に対応するものでもない。
　図２に、本実施形態の酸化物超電導線材の製造方法の一例として、基板２０上に図１のような超電導層３０を形成する成膜工程及び成膜装置を示す。本実施形態の基板２０は帯状に形成されており、成膜工程において基板２０の長手方向に走行可能となっている。この成膜工程では、パルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）法により基板２０上に超電導層を形成する際に用いるターゲット２３として、人工ピン材料含有ターゲット２１（第１ターゲット）と超電導材料ターゲット２２（第２ターゲット）との２種を用いる。人工ピン材料含有ターゲット２１及び超電導材料ターゲット２２は、一体に形成されて並置されてもよく、別体に並置されてもよい。
　人工ピン材料含有ターゲット２１は、人工ピン材料を含むターゲットであれば、酸化物超電導体を構成する材料（超電導材料）を含んでもよく、超電導材料を含まなくてもよい。人工ピン材料含有ターゲット２１における人工ピン材料の濃度は、例えばレーザーが照射される面に平行な方向で連続的又は段階的に変化（増減）させることも可能である。
　超電導材料ターゲット２２は、超電導材料を含み、人工ピン材料を含まないターゲットである。超電導材料ターゲット２２は、純粋な（不可避の不純物を含み得る）超電導材料から構成されてもよい。なお、「超電導材料ターゲット２２が人工ピン材料を含まない」とは、人工ピン材料を含んでいない状態と同視できる程度の微量の人工ピン材料が超電導材料ターゲット２２に含まれる場合、すなわち実質的に人工ピン材料が含まれない場合を含む。
　２種のターゲット２１，２２間でレーザー２４の照射位置を走査することにより、ターゲット２３から放出されるプルーム２５の組成が変化し、基板２０上に堆積される超電導層の組成も変化する。また、基板２０に対するプルーム２５の位置も変化するので、人工ピンの長さがばらつきやすくなり、長さが異なる人工ピンロッドが分散した構造を容易に得ることができる。
　走査回数は特に限定されないが、ターゲット２１，２２の一方からターゲット２１，２２の他方への走査を１回又は２回以上行うことができる。ターゲット２１，２２の一方から他方へ走査した後、逆に他方から一方へ戻るように走査することもでき、更に走査を繰り返すこともできる。走査速度は、超電導層が厚さ方向に成膜される間に、ターゲット２１，２２間の変更が２回以上繰り返すように設定されることが好ましい。ここで、ターゲット２１，２２の変更回数は、ターゲット２１，２２の一方から他方へ走査したときに１回とカウントし、更に他方から一方へ走査したときにも１回とカウントする。
　基板２０上の成膜効率を向上するためには、基板２０の同一箇所が、ターゲット２３上を複数回通過することが好ましい。そのため、基板２０の走行方向に交差する方向（例えば垂直方向、基板２０の幅方向）に複数のレーンＡ～Ｅを設け、基板２０がこれらのレーンＡ～Ｅを順次通過するように基板２０を走行させてもよい。例えば、各レーンをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの順に通過する場合には、レーンＡを通過した基板２０の箇所は、これらのレーンを挟んでターゲット２３から離れた側を周回してレーンＢに到達し、同様に、Ｂの次はＣ、Ｃの次はＤ、Ｄの次はＥのようにレーンを変更することができる。さらに、基板２０をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの順に通過させながら成膜した後、逆順（Ｅ，Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａの順）に戻しながら成膜してもよく、これらを繰り返してもよい。
　レーザー２４の照射位置が走査する方向（走査方向２６）としては、基板２０の走行方向に交差する方向（例えば垂直方向、基板２０の幅方向）が好ましい。この場合、レーザー２４の照射位置から各レーンの基板２０までの距離が異なることにより、各レーンの基板２０に堆積する材料の組成（すなわち基板２０に到達するプルーム２５の組成）が変化しやすく、人工ピンロッドの長さのばらつきに寄与すると期待できる。
　図２の例でいえば、基板２０がレーンＡ側の位置にあるときは、レーザー２４が人工ピン材料含有ターゲット２１上を照射したときに人工ピン材料がレーンＡ側に多く到達し、レーザー２４が超電導材料ターゲット２２上を照射したときに超電導材料がレーンＡ側に到達しにくいので、多くの人工ピンロッドが成長しやすいが、一部の人工ピンロッドの成長は停止することもある。
　また、基板２０がレーンＣ付近にあるときは、人工ピン材料含有ターゲット２１上を照射したときには人工ピン材料がレーンＣ付近に到達し、レーザー２４が超電導材料ターゲット２２上を照射したときには超電導材料がレーンＣ付近に到達することで、成長する人工ピンロッドと、成長が停止する人工ピンロッドとがそれぞれ相当の割合で混在し得る。
　また、基板２０がレーンＥ側の位置にあるときは、レーザー２４が人工ピン材料含有ターゲット２１上を照射したときに人工ピン材料がレーンＥ側に到達しにくく、レーザー２４が超電導材料ターゲット２２上を照射したときに超電導材料がレーンＥ側に多く到達するので、多くの人工ピンロッドの成長が停止しやすいが、一部の人工ピンロッドは成長し続けることもある。
　このように、本実施形態の製造方法によれば、レーンごとに基板２０上に堆積する材料の種類、割合や、人工ピンロッドの成長または成長停止の程度などを変化させることができる。これにより、人工ピンロッドの長さや、厚さ方向の成長開始または成長停止の位置がばらつきやすくなり、長さが異なる人工ピンロッドが基板２０の幅方向、長さ方向、厚さ方向のそれぞれにわたって分散した構造を容易に得ることができる。
　基板２０の長手方向にわたって成膜工程を継続する場合、ターゲット２３を所定の駆動方向２７に駆動させることが好ましい。これにより、レーザー２４の照射位置がターゲット２３上を相対移動し、ターゲット２３をより均一に消費することができる。ターゲット２３を均一に使用するための駆動方向２７は、レーザー２４の走査方向２６と交差（例えば直交）することが好ましい。ターゲット２３の全体形状は、特に限定されないが、例えば二辺が走査方向２６と駆動方向２７とに沿った四角形状であってもよい。
　図２に示す２種類のターゲット２１，２２の場合、長さＬ及び高さＴがそれぞれ互いに等しく、幅Ｗ１及びＷ２が所定の比率に設定された例を示しているが、各ターゲット２１，２２の形状、配置等は任意に設定できる。例えば、ターゲット２３における人工ピン材料含有ターゲット２１の位置及び個数は特に限定されず、走査方向２６に沿ったレーンＡ側又はレーンＥ側の一端又は両端でもよく、中央部でもよい。人工ピン材料含有ターゲット２１及び超電導材料ターゲット２２をそれぞれ２つ以上交互に配置することもできる。
　基板２０としては、金属基板上に１又は２以上の中間層を有する積層体が好ましい。また、超電導層３０の上には、保護層を設けることが好ましい。図３に、超電導線材１０の一例として、金属基板１１、中間層１２、酸化物超電導層１３、保護層１４を有する積層体１５を示す。図３の積層体１５を作製する場合、金属基板１１及び中間層１２を基板２０として用い、酸化物超電導層１３として超電導層３０を成膜することができる。
　金属基板１１は、テープ状の金属基材であり、厚さ方向の両側に、それぞれ主面（一方の面１１ａ及びこれと反対側の裏面１１ｂ）を有する。金属基板１１を構成する金属の具体例として、ハステロイ（登録商標）に代表されるニッケル合金、ステンレス鋼、ニッケル合金に集合組織を導入した配向Ｎｉ－Ｗ合金などが挙げられる。金属基板１１の厚さは、目的に応じて適宜調整すれば良く、例えば１０～５００μｍの範囲である。
　中間層１２は、金属基板１１と酸化物超電導層１３との間に設けられる。中間層１２は、多層構成でもよく、例えば金属基板１１側から酸化物超電導層１３側に向かう順で、拡散防止層、ベッド層、配向層、キャップ層等を有してもよい。これらの層は必ずしも１層ずつ設けられるとは限らず、一部の層を省略する場合や、同種の層を２以上繰り返し積層する場合もある。
　拡散防止層は、金属基板１１の成分の一部が拡散して、不純物として酸化物超電導層１３側に混入することを抑制する機能を有する。拡散防止層は、例えば、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＧＺＯ（Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７）等から構成される。拡散防止層の厚さは、例えば１０～４００ｎｍである。
　配向層は、その上のキャップ層の結晶配向性を制御するために２軸配向する物質から形成される。配向層の材質としては、例えば、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＺｒＯ２－Ｙ２Ｏ３（ＹＳＺ）、ＳｒＴｉＯ３、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３等の金属酸化物を例示することができる。この配向層はＩＢＡＤ（Ion-Beam-Assisted Deposition）法で形成することが好ましい。
　キャップ層は、上述の配向層の表面に成膜されて、結晶粒が面内方向（前記表面に平行な方向）に自己配向し得る材料から構成されている。キャップ層の材質としては、例えば、ＣｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＹＳＺ、Ｈｏ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、ＬａＭｎＯ３等が挙げられる。キャップ層の厚さは、５０～５０００ｎｍの範囲が挙げられる。
　拡散防止層の上に、界面反応性を低減し、その上に形成される膜の配向性を得るための層であるベッド層を形成しても良い。ベッド層の材質としては、例えばＹ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３等が挙げられる。ベッド層の厚さは、例えば１０～１００ｎｍである。
　酸化物超電導層１３は、希土類元素を含む酸化物超電導体から構成される。酸化物超電導体としては、例えば、ＲＥＢａ２Ｃｕ３ＯＸ（ＲＥ１２３）等のＲＥ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ（ＲＥＢＣＯ）系酸化物が挙げられる。酸化物超電導体に含まれる希土類元素ＲＥとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１種又は２種以上が挙げられる。中でも、Ｙ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｓｍの１種か、又はこれら元素の２種以上の組み合わせが好ましい。超電導層の厚さは、例えば０．５～５μｍ程度である。この厚さは、超電導線材１０の長手方向に均一であることが好ましい。
　保護層１４は、事故時に発生する過電流をバイパスしたり、酸化物超電導層１３と保護層１４の上に設けられる層との間で起こる化学反応を抑制したりする等の機能を有する。
　保護層１４の材質としては、例えば銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、金と銀との合金、その他の銀合金、銅合金、金合金などが挙げられる。保護層１４は、少なくとも酸化物超電導層１３の表面（厚さ方向で、金属基板１１側に対する反対側の面）を覆っている。さらに保護層１４は、酸化物超電導層１３の側面、中間層１２の側面、金属基板１１の側面、金属基板１１の裏面１１ｂから選択される領域の一部または全部を覆ってもよい。
　以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
　超電導線材１０は、積層体１５の周囲に、安定化層または安定化材を有してもよい。安定化層または安定化材に用いられる材料は、超電導線材１０の用途により異なってもよい。例えば、超電導線材１０を超電導ケーブルや超電導モータなどに使用する場合は、常電導状態への転移時に発生する過電流を転流させるバイパスのメイン部として安定化層または安定化材が機能する必要があるため、良導電性の金属が好適に用いられる。良導電性の金属として、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属が挙げられる。また、超電導線材１０を超電導限流器に使用する場合は、常電導状態への転移時に発生する過電流を瞬時に抑制する必要があるため、安定化層または安定化材に高抵抗金属が好適に用いられる。高抵抗金属として、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ等のＮｉ系合金などが挙げられる。
　安定化層は、保護層１４上など、積層体１５の周囲の一部または全部に、メッキ等により積層して形成することができる。また、安定化材は、例えばテープ状の金属部材から構成でき、接合材により、積層体１５と接合することもできる。接合材を構成する材料としては、例えばＳｎ－Ｐｂ系、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｂｉ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ系などの半田、Ｓｎ、Ｓｎ合金、Ｉｎ（インジウム）、Ｉｎ合金、Ｇａ、Ｇａ合金、Ｚｎ、Ｚｎ合金などの金属が挙げられる。安定化材を１または２以上の金属テープから構成する場合、１枚の金属テープが、積層体１５の周囲の１面のみを覆ってもよく、折り曲げにより２面以上を覆ってもよい。
　積層体１５の周囲に安定化材を設ける方法は特に限定されないが、積層体１５の周囲に安定化材を配置する工程、積層体１５の外形に沿って安定化材を折り曲げる工程（フォーミング）、積層体１５を加熱及び加圧して接合材の一部又は全部を溶融させる工程（再溶融、リフロー）、加圧を継続しながら全体を冷却して接合材を固化させる工程を含む方法が挙げられる。接合材の供給方法は特に限定されず、あらかじめ安定化材等の表面に層状に形成してもよく、積層体１５と接合材との間や周囲へ加工中に追加してもよい。
　超電導線材１０は、テープ状、ケーブル状、コイル状等、種々の形態で使用することができる。超電導線材１０を用いて超電導コイルを作製するには、超電導線材１０を巻き枠の外周面に沿って必要な層数巻き付けてコイル形状（多層巻きコイル）とした後、巻き付けた超電導線材１０を覆うようにエポキシ樹脂等の樹脂を含浸させて超電導線材１０を固定することができる。また、超電導線材１０は、外部端子を有することができる。外部端子を有する箇所では、他の箇所と異なる断面構造を有してもよい。
　本実施形態における酸化物超電導線材の製造方法では、基材２０が複数のレーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを順次走行しているので、基材２０の各レーンでの走行が終了する毎に、基材２０とターゲット２３との相対位置が変更されている。この相対位置は、基材２０及びターゲット２３の対向方向（図２の紙面上下方向）と基材２０の長手方向とのいずれにも直交する方向（図２の紙面左右方向）において変更される。なお、このように両者の相対位置を変更する方法として、本実施形態では基板２０の走行レーンを変更しているが、例えば基板２０の１つのレーンでの走行が終了する毎に、ターゲット２３（及びレーザー２４の照射範囲）を前記直交する方向に移動させることで、両者の相対位置を変更してもよい。
　また、レーザー２４の走査方向２６における照射範囲を変更して、プルーム２５の組成を変更することも可能である。例えば、超電導材料ターゲット２２に比べて人工ピン材料含有ターゲット２１をより広く照射するようにレーザー２４の照射範囲を設定すれば、発生するプルーム２５における人工ピン材料の含有率を向上できる。一方、人工ピン材料含有ターゲット２１に比べて超電導材料ターゲット２２をより広く照射するようにレーザー２４の照射範囲を設定すれば、発生するプルーム２５における人工ピン材料の含有率を低減できる。また、例えば、基板２０の１つのレーンでの走行が終了する毎に、レーザー２４の照射範囲をこのように変更することで、プルーム２５の組成を変更し、人工ピンロッドの成長をばらつかせるようにしてもよい。
　なお、超電導層３０の希薄ゾーン３２を形成する場合には、レーザー２４の照射範囲を超電導材料ターゲット２２上のみ、又は超電導材料ターゲット２２上の照射領域を人工ピン材料含有ターゲット２１上の照射領域と比べて著しく大きく設定してもよい。
　以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
　実施例１では、図２に示すように、人工ピン材料含有ターゲット２１が幅Ｗ１＝２０ｍｍ、長さＬ＝２００ｍｍ、高さＴ＝５ｍｍのＢａＨｆＯ３焼結体から構成され、超電導材料ターゲット２２が幅Ｗ２＝１４０ｍｍ、長さＬ＝２００ｍｍ、高さＴ＝５ｍｍのＧｄＢＣＯから構成された、併設配置型のターゲット２３を用いた。
　比較例１では、ＧｄＢＣＯ（ＢａＨｆＯ３を含まない）から構成されたターゲットを用いた。
　比較例２では、ＧｄＢＣＯに３．５ｍｏｌ％のＢａＨｆＯ３が均一に混合されたターゲットを用いた。
　それぞれのターゲットを用いて、基板上にＰＬＤ法により超電導層を成膜した。そして得られた超電導層のＪｃの磁場角度依存性を、温度５０Ｋ、外部磁場５Ｔにおいて評価した結果を図４のグラフに示す。本発明を実施した実施例１では、すべての磁場印加角度θに対してＪｃが向上している。最小のＪｃを比較すると、実施例１では約２．６ＭＡ／ｃｍ２、比較例１，２では約１．６ＭＡ／ｃｍ２であり、実施例１にはＪｃの最小値の改善が見られた。
１０　超電導線材
１１　金属基板
１１ａ　一方の面
１１ｂ　裏面
１２　中間層
１３　酸化物超電導層
１４　保護層
１５　積層体
２０　基板
２１　人工ピン材料含有ターゲット（第１ターゲット）
２２　超電導材料ターゲット（第２ターゲット）
２３　ターゲット
２４　レーザー
２５　プルーム
２６　レーザーの走査方向
２７　ターゲットの駆動方向
３０　超電導層
３１　密集ゾーン
３２　希薄ゾーン
３３　超電導体
３４　人工ピンロッド
３５　基板面

Claims (4)

  1. 　基板上に形成された超電導層を有する酸化物超電導線材であって、
    　前記超電導層は、長さが異なる複数の人工ピンロッドが前記基板の基板面に平行な面上に分散した構造を有する酸化物超電導線材。
  2. 　前記超電導層が、前記基板面に平行な面における前記人工ピンロッドの密度が高い層と前記密度が低い層とが前記基板面に垂直な方向に交互に積層された構造を有する請求項１に記載の酸化物超電導線材。
  3. 　前記人工ピンロッドが、ＢａＭＯ３（ただし、Ｍは４価金属）又はＲｅ２Ｏ３（ただし、ＲＥは希土類元素）から構成されている請求項１又は２に記載の酸化物超電導線材。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の酸化物超電導線材の製造方法であって、
    　前記基板を所定の方向に走行させつつ、一体又は別体に並置された、人工ピンロッドを構成する材料を含む第１ターゲットと、酸化物超電導体を構成する材料を含むが人工ピンロッドを構成する材料を含まない第２ターゲットと、の間でレーザーの照射位置を前記基板の走行方向に交差する方向に走査して、パルスレーザー蒸着（ＰＬＤ）法により前記基板上に前記超電導層を形成する工程を備える酸化物超電導線材の製造方法。
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