線条安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を形成する方法、それに関連する物品、およびそれを組み込む装置
基板、バッファ層、マルチフィラメント超伝導体層、および、少なく人も一つの厚い安定材層からなる、厚く線条の安定材を有するマルチフィラメント高温超伝導体が開示される。さらに、超伝導テープを組込んだ構成要素及びこれを製造する方法が開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、高温超伝導体（ＨＴＳ）に関し、より詳細には、厚い線条安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体を形成するための新規な方法、およびその方法を使用して製造された物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
（連邦出資研究開発に関する記述）
本発明は、契約番号ＦＡ８６５００４−Ｃ−２４７６の、米国空軍研究所（United States Air Force Research Laboratory）との契約の成果である。
【０００３】
米国におけるエネルギーコストと最終使用消費は、過去数年にわたって劇的に上昇している。電気、これは米国における最終使用エネルギー消費のほぼ半分を占めるものであるが、化石燃料の価格に大きく依存している。上昇する需要とコストに伴って、より効率的かつコスト効果的な電力が必要となり、化石燃料への依存を削減するために、エネルギー効率の改善が必要とされている。
【０００４】
超伝導体材料は、技術の世界において長い間知られており、理解されている。しかし、液体窒素の温度（７７Ｋ）より高い温度で超伝導特性を有する最初の酸化物ベースの高温（高Ｔｃ）伝導体、すなわちＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＹＢＣＯ）は、１９８６年に初めて発見された。それ以来、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋ｙ（ＢＳＣＣＯ）など、追加の高Ｔｃ超伝導体（ＨＴＳ）材料もまた、開発されている。
【０００５】
ＨＴＳ材料のより最近の開発により、経済的に実現可能な超伝導体構成部品の製造の可能性がもたらされている。おそらくは、発電、伝送、分配、貯蔵への応用を含め、電力産業で使用するための材料の開発が最も著しい。
【０００６】
具体的には、より効率的な電力システムは、より効率的なワイヤ技術に依存する。従って、ＨＴＳ材料の開発および使用は、新しいワイヤ技術の開発をもたらした。ＨＴＳワイヤは、同じ物理的寸法の従来の銅およびアルミニウム伝導体より著しく多い電流を搬送することができ、サイズ、重量、効率の大きな利益をもたらす。電力産業におけるＨＴＳ超伝導体は、従来の技術に勝る電力処理能力（power handling capacity）の１桁から２桁の増大、電力機器のサイズ（すなわち、フットプリント）の著しい削減、環境への影響の低減、より大きな安全、および容量の増大を含む。
【０００７】
したがって、ＨＴＳ技術は、コストを下げ、電力システムの容量および信頼性を高めることができる。ＨＴＳワイヤにおける開発は、電力グリッドの性能を、それらの環境上のフットプリントを低減しながら改善するための強力なツールを提供することになる。
【０００８】
しかしながら、ＨＴＳ超伝導体の商品化には、多数の挑戦課題が存在する。具体的には、１つの障害としては、様々な電力構成部品を形成するために使用することができる商業的に実現可能なＨＴＳテープの作製があった。「第１世代」のＨＴＳテープには、典型的には貴金属（たとえば、銀）のマトリクス内に埋め込まれた、上述のＢＳＣＣＯ高Ｔｃ超伝導体の使用が含まれていた。しかし、材料と製造コスト面から、そのようなテープは、延伸された長さのニーズに合う商業的に実現可能な製品の好例にはならない。
【０００９】
つい最近、「第２世代」ＨＴＳテープが優れた商業的実行可能性を有することが示された。これらのテープは、一般的には層状構造からなり、典型的には機械的な支持を可能にする可撓性基板と、基板を覆う少なくとも１つのバッファ層と、バッファ膜を覆うＨＴＳ層と、ＨＴＳ層を覆う、典型的には非貴金属で形成された少なくとも１つの安定材層とで構成される。一般に、複数の安定材層が使用され、敏感なＨＴＳ層を非貴金属安定材層と反応しないように絶縁するために、キャップ層、典型的には貴金属層が、ＨＴＳテープの側面を含めた全体に沿って付着される。
【００１０】
そのような第２世代ＨＴＳテープのひとつは、ＹＢＣＯ被覆伝導体技術を使用する。しかし、この被覆伝導体のアーキテクチャは、モータ、発電機、変圧器など、ＡＣへの応用に最大限に利用されていない。具体的には、ＨＴＳテープの幅と厚さは寸法比が高く、そのため、ＨＴＳ被覆伝導体は、非常に高いヒステリシス損失を示す。従来技術は、超伝導層が、非超伝導の抵抗障壁によって分離された多数の平行超伝導ストライプに分割された場合、磁化損失を低減できることを開示している。したがって、ＡＣヒステリシス損失を最小限に抑えるために、テープのＨＴＳ層を、長くて薄い直線の、糸状のストライプまたは線条（線紋）に小分割することが望ましい。
【００１１】
これらのマルチフィラメント伝導体は、ヒステリシス損失を大きく低減することが示されているが、線条第２世代テープの十分な商品化の前には、多数の工学的および製造上の挑戦課題が残されている。被覆伝導体内の磁化損失を著しく低減することは、変圧器、発電機、モータなど、ＡＣ電力への応用においてそれらを使用するための前提条件である。また、どんな修正も被覆伝導体を製造する現行の技法と適合することが重要であり、ＨＴＳテープ内の磁束および電流の分布を制御することが不可欠である。
【００１２】
今までのところ、ヒステリシス損失を低減するように線条ＨＴＳ層をも組み込む厚い安定材層でカプセル化されたＨＴＳワイヤを作製するための方法は、存在しない。図１Ａに示されているように、従来、ＨＴＳテープは、最初に可撓性基板（１２）を付着することによって作製される。次に、少なくとも１つのバッファ層（１４）が基板上に付着され、その後に、バッファ層を覆うＨＴＳ層（１８）が続く。次いで、典型的にはＡｇなど貴金属で形成された薄い保護キャップ層（１３）が、ＨＴＳ層上に付着される。最後に、典型的にはＣｕまたは他の非貴金属で形成された安定材層（１９）が、貴金属キャップ層上に付着される。より厚く、より強い（robust）安定材層の存在は有益である。というのは、過電流保護およびクエンチ安定性が得られ、最終的な非伝導体層が設けられる後続のステップで（単にＡｇの薄い層だけの場合よりも）ＨＴＳテープに対する、よりよい保護が得られるからである。
【００１３】
この点で、従来の方法では、所望のフィラメントパターンを安定材層上に転写するためにフォトリソグラフィまたは他のパターン転写技法の使用が必要となり、その後に、ウェットエッチングまたはレーザアブレーション技法を使用し、安定材層およびＨＴＳ層内に所望の線条を形成することが続く。図１Ｂ〜１Ｃに示されているように、この線条技法は、薄いキャップ層しか存在しないときマルチフィラメントＨＴＳワイヤを生み出すために使用されてきた。しかし、適切な過電流の電流処理能力およびクエンチ安定性をもたらすためには、薄い貴金属キャップ層と厚い非貴金属安定材層を共に使用し、双方によってＨＴＳワイヤを完全にカプセル化することが望ましい。このようにして、ＨＴＳワイヤのアーキテクチャは、実際のＡＣへの使用に向けてより効果的になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、安定材層の厚さは、概して約１〜１０００ミクロンの範囲内、最も典型的には約１０ミクロンから約４００ミクロンの範囲内である。公知の化学エッチング技法を使用して、厚い安定材層を通って線条を形成することは、途方もなく労力を要するものであり、その結果、厚い安定材層を有するマルチフィラメントＨＴＳテープの作製は、依然として可能でない。具体的には、薄いキャップ層に加えて厚い安定材層を通ってエッチングすると、ＨＴＳ層に達する前に、特定のエッチング剤と、はるかに長い時間接触する。エッチング接触時間が長いほど、化学反応が増大し、ＨＴＳ材料の劣化および超伝導特性の損失を大きくする。従って、厚い安定材層を有するマルチフィラメントＨＴＳテープを形成するために現況の最新技術のエッチング技法を使用することは、実現可能なものとなっていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、厚い安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体であって、互いに反対向きの対向する第１および第２の表面を有する基板と、基板の第１の対向表面を覆うバッファ層と、バッファ層を覆うマルチフィラメント超伝導体層と、マルチフィラメント超伝導体層を覆う少なくとも１つの安定材層とを備え、少なくとも１つの安定材層が、少なくとも５．０ミクロンの厚さを有する、超伝導体が提供される。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、厚い安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体を作り出すための方法であって、第１および第２の主表面を有する基板と、基板の第１の主表面上に配置された少なくとも１つのバッファ層と、バッファ層上に配置された超伝導層とを備える高温超伝導テープを用意するステップと、マルチフィラメントパターンを形成するようにパターン転写ステップを実施するステップと、少なくとも１つの安定材層を付着するステップと、マルチフィラメントパターンを除去して超伝導層の一部分を露出するステップと、超伝導層の露出した一部分をエッチングして超伝導層を通って延在する少なくとも１つの溝を作りだすステップとを含む方法が提供される。
【００１７】
他の態様によれば、厚い安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体を作り出すための方法であって、第１および第２の主表面を有する基板と、基板の第１の主表面上に配置された少なくとも１つのバッファ層と、バッファ層上に配置された超伝導層とによって特徴付けられる高温超伝導テープを用意するステップと、第１の安定材層を超伝導層上に付着するステップと、パターン転写ステップを実施するステップと、第２の安定材層を付着するステップと、残留パターンを除去して第１の安定材層を露出するステップと、第１の安定材層の露出した部分および超伝導層をエッチングして超伝導層を通って延在する少なくとも１つの溝を生み出すステップとを含む方法が提供される。
【００１８】
本願発明は、添付の図面を参照することにより、当業者にとってよりよく理解され、その多くの目的、特徴、利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】従来技術で知られている、厚い安定材を有する被覆導体の断面図である。
【図１Ｂ】従来技術で知られている、線条安定材のないマルチフィラメント超伝導体テープを作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図１Ｃ】従来技術で知られている、線条安定材のないマルチフィラメント超伝導体テープを作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図２】本発明の一実施形態による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ導体の断面図である。
【図３Ａ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｂ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｃ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｄ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｅ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｆ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図４】超伝導テープ全体が絶縁層によってカプセル化されている、本発明の他の実施形態による、線条の厚い安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による線条形成（striating）工程の図である。
【図６Ａ】超伝導フィラメントが少なくとも１つの安定材によってカプセル化されている、本発明による他の好ましい実施形態の図である。
【図６Ｂ】超伝導フィラメントが少なくとも１つの安定材によってカプセル化されている、本発明による他の好ましい実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面における同じ符号の使用は、同様または同一の部分を示している。
【００２１】
本発明は、厚い安定材層でカプセル化される線条（線紋を付された）のマルチフィラメントＨＴＳ被覆伝導体を形成するための方法、およびそこから得られる物品を対象とする。耐ＡＣ超伝導体用の線条安定材の作製における、鍵となるステップは、フォトリソグラフィまたはレーザアブレーションなどパターン転写ステップを実施し、次いで、未現像の残留フォトレジスト部分が依然としてＨＴＳテープの表面上に残されている間に、安定材めっきステップを実施することである。安定材が付着された後に、残留フォトレジスト部分が除去（「リフトオフ」としても知られる）され、それにより、その下にあるＨＴＳテープの表面を露出させ、最終エッチングステップおよびマルチフィラメントＨＴＳテープの形成を容易にする。
【００２２】
図２は、多層組成物を有する、本発明の一実施形態によるＨＴＳ伝導体１０の断面図である。ＨＴＳ伝導体１０は、電流搬送能力を増大し、ＨＴＳワイヤ内のＡＣ抵抗損失を低減するのに特に有用であると期待されている。ＨＴＳ伝導体１０は、約７７Ｋおよび自己電磁界で、少なくとも約０．５ＭＡ／ｃｍ２、好ましくは少なくとも約１ＭＡ／ｃｍ２の臨界電流密度（Ｊｃ）をもたらすことができる。
【００２３】
ＨＴＳ伝導体１０は、概して、基板１２と、基板１２を覆うバッファ層１４と、ＨＴＳ層１８と、それに続くキャップ層１３、典型的には貴金属層とを含む。本発明の特定の特徴によれば、超伝導体層１８を覆うように、特にキャップ層１３を覆い、キャップ層１３に直接接触するように、安定材層１９が組み込まれる。キャップ層１３および安定材層１９は、概して電気的な安定のために実装される。より具体的には、キャップ層１３と安定材層１９は共に、冷却ができなくなり、または臨界電流密度を超え、ＨＴＳ層１８が超伝導状態から変動し、抵抗性になった場合、ＨＴＳ伝導体１０に沿って電荷の流れを継続する上で助けとなる。
【００２４】
さらに、超伝導テープをカプセル化することによって、付着した安定材層の断面積を本質的に倍加することにより、電流搬送能力がさらに改善される。好適に導電性である材料が基板１２用に使用されている範囲で、図１に示されているカプセル化によって、さらなる電流搬送能力をもたらすことができる。すなわち、側方向に延びテープの側面を画定する側部は、基板それ自体に対して電気的に接続し、これにより、被覆超伝導テープの電流搬送能力が追加できる。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、ＨＴＳ伝導体１０はさらに線条（線紋）２０を有し、その結果、ＨＴＳ層１８が複数のフィラメントに分割される。
【００２６】
図３Ａから図３Ｆは、本発明による、線条安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。この例では、ＹＢａＣｕＯの合成酸化物超伝導体が酸化物超伝導体として使用される。
【００２７】
最初に、図３Ａに示されているように、ＨＴＳテープ１１が形成される。ＨＴＳテープ１１は、基板１２、キャップ層１３、ＨＴＳ層１８、バッファ層１４を含む。本明細書ではこの予備的なステップについて詳述しているが、これに限定するものではなく、当技術分野で一般的に知られているＨＴＳテープ１１作成の任意の方法を使用することができることを理解されたい。さらに、本発明は、本明細書で述べられているＨＴＳテープ１１の特定の実施形態に限定されない。
【００２８】
基板１２は、ＨＴＳ伝導体１０を支持するものであり、概して金属または多結晶セラミックである。金属の場合、基板１２は、典型的には、Ｎｉ基金属合金など、少なくとも２つの金属元素からなる合金である。基板材料は、超伝導物品の所期の使用に従って変わることになり、本発明にとって決定的なものではない。基板１２は、リールからリールへの並進 (reel-to-reel translation) など、任意の好適な並進工程を使用して配置することができる。基板の厚さもまた、使用目的によって変わることになる。
【００２９】
基板１２は、典型的には、高い寸法比を有するテープ状に構成されている。本明細書では、「寸法比 (dimension rate)」という用語は、物品の最も長い寸法（長さ）の、物品の次に長い寸法（幅）に対する比を示すために使用される。「テープ(tape)」または「テープ状の／に(tape-like)」という用語は、約１０３以上の寸法比を有する物品を指す。典型的には、寸法比は、約１０４より大きく、いくつかの実施形態では、約１０５以上の寸法比さえも有する。
【００３０】
基板１２は、ＨＴＳテープの構成層を後から付着するための望ましい表面特性を有するように処理されてもよい。たとえば、表面を所望の平面度および表面粗さに、軽く研磨することができる。さらに、基板は、２軸配向されるように処理することができる。２軸配向基板を形成するための１つの工程は、当技術分野で一般的に理解されている、ＲＡＢｉＴＳ（roll assisted biaxially textured substrates）として当技術分野で知られている工程である。
【００３１】
バッファ層１４が基板表面１２上に配置される。バッファ層１４は、単一の層とすることも、より一般的には、少なくとも１つの追加の膜を補うこともできる。典型的には、バッファ層は、優れた超伝導特性のための望ましい結晶方位を有するＨＴＳ層を後から形成するのに適した２軸配向膜を含む。そのような２軸配向は、当技術分野で理解されている、また参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，１９０，７５２号において定義および記載されているイオンビームアシスト溶着（ＩＢＡＤ）によって行うことができる。ＭｇＯがＩＢＡＤ膜として選ばれる典型的な材料であり、５０から５００オングストローム、例えば、５０から２００オングストロームのオーダーとすることができる。特に示されてないが、バッファ層１４はまた、当技術分野で理解されているように、基板１２をエピタキシャル膜から絶縁するために、またはＨＴＳ層１８とエピタキシャル膜の間の格子定数の不整合を低減するために、追加の膜を含むことができる。基板１２が２軸配向表面を備える場合、バッファ層１４は、一般に、バッファ層１４内で２軸配向を保存するように配向基板１２上でエピタキシャル成長される。
【００３２】
本発明の工程は、任意の公知のＨＴＳ材料で実施することができる。本発明の実施にとって決定的ではないが、ＨＴＳ層１８は、一般に、ＨＴＳ層１８に関連する望ましいアンペア定格を得るために、約１から約３０ミクロン、最も典型的には約２から約２０ミクロン、好ましくは約２から約１０ミクロンの範囲内の厚さを有する。典型的には、ＨＴＳ層１８は、液体窒素の温度、７７Ｋを上回ると超伝導特性を示す任意の高温超伝導材料から選択され、好ましくは酸化物超伝導体である。材料の１つの部類は、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘであり、ここで、ＲＥは、Ｙ等の希土類元素および関連の化合物である。そのような材料は、たとえばＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋ｙ、Ｔｉ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋ｙ、ＨｇＢａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ８＋ｙを含むこともできる。前述のうち、一般にＹＢＣＯとも呼ばれるＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘが有利に使用され得る。
【００３３】
原則として基板上のＨＴＳの溶着方法に制限はなく、任意の公知の一般に使用されている技法を使用することができる。そのような方法には、厚膜形成技法と薄膜形成技法の両方がある。好ましくは、高い溶着速度のためにパルスレーザ溶着（ＰＬＤ）など物理気相溶着技法を使用することができ、または、より低コストでより大きな表面積の処理のために化学気相溶着技法を使用することができる。代替の方法には、同時蒸着、電子ビーム蒸着、活性化反応性蒸着を含む蒸着や、マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング、イオンアシストスパッタリングを含むスパッタリングや、陰極アーク溶着や、有機金属化学気相溶着、プラズマ化学気相溶着、分子ビームエピタキシや、ゾル−ゲル法や、液相エピタキシなどが含まれる。
【００３４】
図３Ａにさらに示されているように、第１の安定材層、またはキャップ層１３は、ＨＴＳ層１８上に付着することができる。典型的には、貴金属をキャップ層１３用に使用し、安定材層１９（図２に図示）とＨＴＳ層１８の間の望ましくない相互作用を防止する。典型的な貴金属には、金、銀、プラチナ、パラジウムが含まれる。より典型的には、そのコストと一般に入手しやすいことにより、銀が使用される。キャップ層１３はコスト面からは薄いことが望ましいが、安定材層１９からＨＴＳ層１８への成分の望ましくない拡散を防止するのに十分厚いことが好ましい。キャップ層１３の典型的な厚さは、約０．１から約１０．０ミクロン、より具体的には約１．５から約３．０ミクロン内である。物理気相溶着およびマグネトロンスパッタリング法を含めて、様々な技法を、キャップ層１３の溶着に使用することができる。
【００３５】
図２および図３Ａにさらに示されているように、一般に、ＨＴＳテープがキャップ層１３によって完全にカプセル化されるように、キャップ層１３をＨＴＳテープ１１の全体に沿って、特にＨＴＳテープの側面に沿って付着することが望ましい。これは、ＨＴＳ層１８を、（下記で述べるように）銅またはアルミニウムなど非貴金属とすることができる安定材１９の側部から絶縁するために好ましい。従って、本発明によれば、キャップ層１３は、基板の２つの対向する主表面のうちの一方、または両主表面を覆うことも、基板、バッファ層、超伝導体層を完全にカプセル化することもできる。
【００３６】
次に、図３Ｂ〜３Ｃに示されているように、本発明には、パターン転写ステップが含まれている。ＨＴＳ材料をパターニングする実際の工程は当技術分野で周知であり、したがってあまり詳細に述べない。本明細書で開示されている特定の例では、標準的なフォトリソグラフィ技法に言及しているが、設計されたパターンをＨＴＳテープ１１のキャップ層１３の表面に転写するために使用される工程に特定の制限はない。本発明に合わせて、図３Ｂの転写ステップは、レーザアブレーション、インプリントリソグラフィ、直接インク描画（direct ink writing）、スクリーン印刷など、他の好適な、公知の技法を使用して実施することができる。好ましい実施形態では、フォトリソグラフィ技法が使用される。フォトリソグラフィが使用される範囲では、任意の好適な感光性ポリマー材料を使用することができる。本発明にとって重大なことは、図３Ｂ〜３Ｃに示されているパターン転写ステップが、安定材溶着ステップ（図３Ｄ）およびリフトオフステップ（図３Ｅ）のどちらよりも先に実施されることである。
【００３７】
図３Ｂに示されているように、フォトレジスト膜が、最初にＨＴＳテープ１１の主表面に付着され、ＨＴＳ層１８を覆う。フォトレジストポリマー、プラスチック薄膜などを付与するために、フォトレジスト膜を、スピンコーティング、スプレーコーティング、またはホットローララミネーション（hot−roller lamination）などの任意の好都合なコーティング技法を使用して付着することができ、それによりＨＴＳテープ１１上にマスク層２２を形成する。被覆されるマスク層は、本明細書で詳細に述べられている、キャップ層１３およびＨＴＳ層１８の後続のエッチング中に使用されることになるウェットエッチング薬品と適合しなければならない。たとえば、実施例１で述べられているように、アルカリベースの溶液を使用して銀のキャップ層をエッチングしようとする場合には、フォトレジストポリマーは、マスク層として使用すべきでない。
【００３８】
図３Ｃに転じると、所望のフィラメントパターンがキャップ層１３の表面に転写されるように、適切なフォトマスクが使用される。より具体的には、適切なフォトマスクがフォトレジスト上に載置されて、所望のマルチフィラメントＨＴＳテープを形成するためにエッチングされることになるキャップ層１３（およびＨＴＳ層１８）の選択された部分をマスクする。フォトレジスト層２２のマスクされていない部分が、次いで、現像され、剥ぎ取られる。フォトレジスト層２２の、マスクされていた、したがって除去されなかった部分は、ＨＴＳテープ１１の表面上で残留部分２２ａを形成する。これらの残留フォトレジスト部分２２ａがマスクする領域において、これより下にあるキャップ層１３およびＨＴＳ層１８内に線条が求められ、本明細書で述べられているように、この線条は後でエッチング工程を使用して形成されることになる。
【００３９】
本明細書でより十分に述べられているように、また本発明の新規な態様によれば、後続のエッチングステップ中には、キャップ層１３およびＨＴＳ層１８だけがエッチングされ、安定材層１９はエッチングされない。そのため、残留部分２２ａの幅は、もしＨＴＳ層１８内に所望の線条を形成するために安定材層にエッチングをかけることが必要とされることになる場合があるとしても、その場合より広くすることができる。具体的には、本発明の好ましい実施形態では、残留部分２２ａの幅は、概して５〜１００ミクロンの範囲内である。より広い残留部分２２ａを作ることができることから、ドライフィルムレジストまたはプラスチック膜など、より好ましいパターン転写工程を使用することができる。また、より広いスペースにより、本明細書で述べられている後続のステップ中に確実なウェットエッチング技法を可能にできる。
【００４０】
次に、図３Ｄに示されているように、二次安定材層１９が付着される。本発明によれば、電気めっきなど電気化学溶着技法を使用し、ＨＴＳテープ１１を適切な二次安定材で完全に被覆およびカプセル化し、キャップ層１３の露出域上に安定材層１９を形成する。残留フォトレジスト部分２２ａによってマスクされている、キャップ層１３上の領域は、二次安定材材料がないままとなる。
【００４１】
二次安定材層内で適切な電流搬送能力をもたらすために、典型的には、安定材層１９は、約１から約１，０００ミクロンの範囲内、最も典型的には、約１０ミクロンから約４００ミクロンの範囲内、たとえば、約１０から約２００ミクロンなどの範囲内の厚さを有する。特定の実施形態は、約２０ミクロンから約５０ミクロンの範囲内の公称厚さを有していた。
【００４２】
図１〜３に示されている好ましい実施形態では、超伝導テープ全体が安定材層１９でカプセル化されているので、その結果、安定材層１９は、超伝導テープの対向する主表面ならびに超伝導テープの側面上に設けられている。この特定の構造は、さらに、低温装置故障、超伝導クエンチなどの場合に、ＨＴＳ層１８を保護する。電気めっき技法の使用により、１つのステップで、ＨＴＳテープ１１を安定材層１９で完全にカプセル化することが可能になる。しかし、本明細書で述べられている発明は、ＨＴＳテープ１１を安定材でカプセル化する使用に限定されず、安定材層１９が、ＨＴＳ層１８を覆う１つの主表面上だけに設けられる使用にも適用することができる。
【００４３】
この実施形態の特定の特徴によれば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００６／００７９４０３号（通し番号１１／１３０，３４９）に規定および記載されている電気めっき技法が安定材層１９を形成するために使用される。この技法によれば、キャップ層１３の露出域は導電性であるため、電気めっきは、高い溶着速度、典型的には１分当たり約１ミクロン以上の速度で実施され、超伝導テープ上に厚い安定材層１９を速やかに作り上げることができる。より具体的には、キャップ層１３は、キャップ層上に銅または他の金属を溶着するためのシード層として機能する。
【００４４】
前述では概して銅に言及しているが、その他の金属、たとえば、アルミニウム、銀、金、および他の熱伝導性および導電性の金属もまた、安定材層１９を形成するための二次安定材として使用することができることに留意されたい。しかし、一般に、超伝導テープを形成するための材料コスト全体を削減するために、非貴金属を使用することが望ましい。
【００４５】
本明細書で開示されている特定の例では、標準的な電気めっき技法に言及しているが、図３Ｄに示されているステップ中に使用される電気化学溶着法に特定の制限はない。無電界めっき、金属スプレー、および真空メタライゼーションなど、代替の電気化学溶着法を、安定材層１９を付着するために使用することができる。本発明によれば、安定材層１９は、基板の２つの対向する主表面のうちの一方、または両主表面を覆うこと、あるいは、基板、バッファ層、超伝導体層を完全にカプセル化することもできる。
【００４６】
図３Ｅを参照すると、一旦安定材層１９が付着した後、本明細書で開示されている方法は、当技術分野で知られている技法を使用して、残留フォトレジスト部分２２ａを取り除くために提供される。たとえば、残留フォトレジスト部分は、アクリルポリマーベースのフォトレジストを除去するように特に配合された酢酸ベースのリムーバ、または他の好適な有機溶剤など、フォトレジストリムーバで洗い落とすことができる。図３Ｅに示されているように、残留フォトレジスト部分２２ａが除去されると溝２０ａが形成され、それにより、下にあるキャップ層１３が、線条パターンが求められる領域内に露出する。
【００４７】
図３Ｆは、厚い安定材層を有するマルチフィラメントＨＴＳ伝導体が得られる最終ステップを示す。化学エッチングが、キャップ層および超伝導層内で所望の設計を構成するための１つの可能な方法である。
【００４８】
このステップでは、キャップ層１３の一部分が溝２０ａを介して露出する。キャップ層１３の露出した部分が、まず最初に、当技術分野で公知の化学エッチング技法を使用して除去される。たとえば、ヨウ化カリウム／ヨウ素混合物を用いたスプレーエッチングまたはディップエッチングを使用することができる。図３Ｆにさらに示されているように、ここで露出した下にあるＨＴＳ層１８が、次いで、溝２０ｂが形成されるように、リン酸またはクエン酸を使用するウェットエッチングなど当技術分野の公知のエッチング技法を使用して除去される。マルチフィラメントＨＴＳ層は、レーザアブレーションなど、他のエッチング技法によって作り出すこともできる。好ましい実施形態では、実施例１で後述するように、圧力スプレーエッチング（pressure spray etching）および／またはディープトレンチ洗浄を使用し、ＨＴＳ材料のオーバーエッチングを最小限に抑える。
【００４９】
溝または線条がキャップ層１３およびＨＴＳ層１８を介して延在し、その結果、所望のマルチフィラメントパターンが生み出される。使用される技法の如何にかかわらず、好ましい実施形態では、エッチング工程によりキャップ層１３およびＨＴＳ層１８の不要部分が非常に短い時間（典型的には、キャップ層について３０秒、ＨＴＳ層について６０秒）で除去され、溝２０ｂが形成される。
【００５０】
好ましい実施形態では、安定材層１９およびキャップ層１３を介して延在する溝２０ｂの部分は、互いに実質的に垂直かつ平行の側壁を有する。この特定のアーキテクチャは、溝２０ａが安定材溶着の前に形成され、如何なるエッチング工程をも必要としないため、本明細書で開示されている本発明に従って可能である。ひとたび溝２０ａが形成されれば、キャップ層１３を除去するためのエッチング工程中に、より短い接触時間しか必要とされない。以前のエッチング方法によると、２０ミクロン厚の安定材およびキャップ層だとすると、典型的には、エッチング剤との接触は約４０分から６０分持続することになる。この長いエッチング時間に化学反応は増大し、超伝導特性の損失を引き起こす。しかし、溝２０ａを形成することにより、露出したキャップ層およびＨＴＳ層は、安定材層が定位置にあった場合よりはるかに高い速度で除去されることになる。したがって、溝２０ｂがはるかに短い時間で生み出されることになり、側壁は、互いに実質的に垂直かつ平行になる。
【００５１】
図４に示されているように、本発明の他の態様によれば、マルチフィラメント導体１０が、所望の超伝導装置（デバイス）として使用されるために次の段階に渡される前に、絶縁体層３０をマルチフィラメント導体１０上に付着することができる。本発明は広範囲な使用、適用、特に伝送ライン、モータ、発電機、または高磁界の磁気操作に使用できる高温超伝導ワイヤまたはテープに有用である。
【００５２】
本発明の一実施形態による、上述の新規な線条形成工程を含む個々のステップの流れ図が、図５に示されている。
【００５３】
上記の特定の実施形態において、パターン転写工程が、キャップ層１３を付着した後で形成されると述べられているが、上述のステップは、最初にキャップ層１３を付着することを省略することができ、その結果、フォトリソグラフィまたは他のパターン転写工程が、線条が求められる領域の上のＨＴＳ層１８上に直接フォトレジスト部分を形成するために使用されることになることを、当業者なら容易に理解するであろう。次いで、パターン転写ステップの後に、少なくとも１つの安定材層の溶着が続くことになる。それに続くリフトオフステップおよびエッチングステップは、上述したものと同じである。
【００５４】
図６Ａおよび図６Ｂは本発明による代替の好ましい実施形態を示し、ここでは、個々のＨＴＳフィラメントのそれぞれが少なくとも１つの安定材によって完全にカプセル化される。
【００５５】
図示されていないさらに他の代替の実施形態では、ＨＴＳ伝導体が両面（dual−sided）構造を有し、その結果、バッファ層が基板１２の両側に付着され、次いで超伝導材料が、両バッファ層の両側に付着される。次いで、ＨＴＳ材料をカプセル化するために、キャップ層が両ＨＴＳ層上に付着される。フォトリソグラフィまたは他のパターン転写工程を使用し、線条が求められる領域の上に残留フォトレジスト部分を形成し、その後に、超伝導物品をカプセル化するための第２の安定材層の溶着が続く。残りのリフトオフステップおよびエッチングステップは、上述したものと同じである。
【００５６】
ＨＴＳ伝導体１０は、電力ケーブル、電力変圧器、発電機、電力グリッドなど、商業的電力構成部品内に組み込むことができることを、当業者なら容易に理解するであろう。これらの追加の実施形態は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００６／００７９４０３号（通し番号１１／１３０，３４９）でより詳細に述べられている。
【００５７】
本明細書では、本発明の特定の態様について詳細に述べているが、当業者ならそれらに修正を加えることができ、それはなお本特許請求の範囲内にあることは十分に理解されることである。本発明は、本明細書で開示されている特定の実施形態に限定されるものでは決してない。
【実施例】
【００５８】
本明細書で述べられている実施例および実施形態は、例示のためのものにすぎないこと、またそれらを参照して様々な修正または変更が当業者に示唆され、それは本願の精神および範囲内に含まれることを理解されたい。本発明は、その精神または本質的な属性から逸脱することなしに他の特定の形態をとることができる。
【００５９】
以下のサンプルは、上述の技法を使用して作成された。
【実施例１】
【００６０】
上述の新規な線条技法を使用してサンプルが作成された。具体的には、５０ミクロンの厚さを有する４ｍｍ幅の基板を使用して、サンプルが用意された。これらの特定のサンプルにおいて、使用された基板は、ニッケル基合金（ハステロイＣ２７６）であった。アルミナ、イットリア、ＭｇＯ、およびＬａＭｎＯ３からなるバッファ層スタックが、合計１６０ｎｍの厚さに付着された。次に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相溶着）工程を実施し、１ミクロン厚のＹＢＣＯ層を形成した。次に、サンプルを、次いで銀のマグネトロンスパッタリングにかけ、３ミクロン厚のキャップ層を形成した。次に、公知のフォトリソグラフィ技法、すなわち広帯域ＵＶ露光およびフォトレジスト現像を使用し、所望の線条パターンを転写することができるように、１層のドライフィルムフォトレジストが被覆された。これらのサンプルは、銅−硫酸溶液内に配置され、アノードを銅板として、キャップ層がカソードを形成するようにバイアスされた。電気めっきを実施し、約２０ミクロンの公称厚さを有する銅層を形成した。この銅層は、厚い安定材として機能する。残りのフォトレジストは、フォトレジストリムーバで洗い落とされた。次に、サンプルは、銅によって覆われていない部分において銀エッチングにかけられた。ヨウ化カリウム／ヨウ素溶液を用いたスプレーエッチングまたはディップエッチングを使用することができる。銀エッチングの後で、露出し下にあるＨＴＳ層が、次に、０．２Ｍクエン酸などエッチャントを使用して、厚い銅安定材、銀層、およびＨＴＳ層を介して溝を形成するように除去された。最後に、サンプルが、非電導性の絶縁材料で被覆された。
【実施例２】
【００６１】
上述の新規な線条技法を使用してサンプルが作成された。具体的には、５０ミクロンの厚さを有する４ｍｍ幅の基板を使用して、サンプルが用意された。これらの特定のサンプルにおいて、使用された基板は、ニッケル基合金（ハステロイＣ２７６）であった。アルミナ、イットリア、ＭｇＯ、およびＬａＭｎＯ３からなるバッファ層スタックが、合計１６０ｎｍの厚さに付着された。次に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相溶着）工程を実施し、１ミクロン厚のＹＢＣＯ層を形成した。次に、サンプルを、銀のマグネトロンスパッタリングにかけ、３ミクロン厚のキャップ層を形成した。次に、公知のレーザアブレーション技法、すなわち３０８ｎｍまたは２４８ｎｍエキシマレーザを使用するものを使用し、所望の線条パターンを単一のステップで転写することができるように、ポリイミド膜が積層された。これらのサンプルは、銅−硫酸溶液内に配置され、アノードを銅板として、キャップ層がカソードを形成するようにバイアスされた。電気めっきを実施し、約２０ミクロンの公称厚さを有する銅層を形成した。この銅層は、厚い安定材として機能する。ポリイミド膜のアブレーションされていない帯が剥ぎ取られた。次に、サンプルは、銅によって覆われていない部分が銀エッチングにかけられた。アルカリベースの溶液（すなわち、２０体積％のＨ２Ｏ２＋２０体積％のＮＨ４ＯＨ＋６０体積％の脱イオン水）を用いたスプレーエッチングまたはディップエッチングを使用することができる。銀エッチングの後で、露出し下にあるＨＴＳ層が、０．１Ｍリン酸溶液などエッチャントを使用して、厚い銅安定材、銀層、およびＨＴＳ層を介して溝を形成するように除去された。最後に、サンプルが、非伝導性の絶縁材料で被覆された。
【実施例３】
【００６２】
上述の新規な線条技法を使用してサンプルが作成された。具体的には、５０ミクロンの厚さを有する４ｍｍ幅の基板を使用して、サンプルが用意された。これらの特定のサンプルにおいて、使用された基板は、ニッケル基合金（ハステロイＣ２７６）であった。アルミナ、イットリア、ＭｇＯ、およびＬａＭｎＯ３からなるバッファ層スタックが、合計１６０ｎｍの厚さに付着された。次に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相溶着）工程を実施し、１ミクロン厚のＹＢＣＯ層を形成した。次に、公知のフォトリソグラフィ技法、すなわち広帯域ＵＶ露光およびフォトレジスト現像を使用し、所望の線条パターンを転写することができるように、ドライフィルムフォトレジストの３０ミクロン厚の層が被覆された。次いで、サンプルを物理気相溶着工程にかけ、銅など、１ミクロン厚のキャップ層を被覆した。金属蒸着など、この溶着工程では、サンプル上に残るフォトレジストと適合するように、温度が制御される。次に、これらのサンプルは、銅−硫酸溶液内に配置され、アノードを銅板として、キャップ層がカソードを形成するようにバイアスされた。電気めっきを実施し、約２０ミクロンの公称厚さを有する銅層を形成した。この銅層は、厚い安定材として機能する。次いで、残りのフォトレジスト帯（３０ミクロン厚）が、フォトレジストリムーバによってエッチング除去された。このエッチングステップ中に、銅の第１および第２の層がリフトオフされる。このようにして、所望の領域内でＹＢＣＯを露出するようにトレンチまたは溝が形成され、次いでこのＹＢＣＯを、０．２Ｍクエン酸などエッチャントを使用して除去することができた。最後に、サンプルは、ＨＴＳフィラメントを絶縁するために溝内で、非導電性の絶縁材料で被覆された。
【００６３】
本明細書で述べられている実施例および実施形態は、例示のためのものにすぎないこと、またこれらを考慮した様々な修正または変更が、本特許請求の範囲から逸脱することなしに当業者に示唆されることになることを理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、高温超伝導体（ＨＴＳ）に関し、より詳細には、厚い線条安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体を形成するための新規な方法、およびその方法を使用して製造された物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
（連邦出資研究開発に関する記述）
本発明は、契約番号ＦＡ８６５００４−Ｃ−２４７６の、米国空軍研究所（United States Air Force Research Laboratory）との契約の成果である。
【０００３】
米国におけるエネルギーコストと最終使用消費は、過去数年にわたって劇的に上昇している。電気、これは米国における最終使用エネルギー消費のほぼ半分を占めるものであるが、化石燃料の価格に大きく依存している。上昇する需要とコストに伴って、より効率的かつコスト効果的な電力が必要となり、化石燃料への依存を削減するために、エネルギー効率の改善が必要とされている。
【０００４】
超伝導体材料は、技術の世界において長い間知られており、理解されている。しかし、液体窒素の温度（７７Ｋ）より高い温度で超伝導特性を有する最初の酸化物ベースの高温（高Ｔｃ）伝導体、すなわちＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＹＢＣＯ）は、１９８６年に初めて発見された。それ以来、Ｂｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋ｙ（ＢＳＣＣＯ）など、追加の高Ｔｃ超伝導体（ＨＴＳ）材料もまた、開発されている。
【０００５】
ＨＴＳ材料のより最近の開発により、経済的に実現可能な超伝導体構成部品の製造の可能性がもたらされている。おそらくは、発電、伝送、分配、貯蔵への応用を含め、電力産業で使用するための材料の開発が最も著しい。
【０００６】
具体的には、より効率的な電力システムは、より効率的なワイヤ技術に依存する。従って、ＨＴＳ材料の開発および使用は、新しいワイヤ技術の開発をもたらした。ＨＴＳワイヤは、同じ物理的寸法の従来の銅およびアルミニウム伝導体より著しく多い電流を搬送することができ、サイズ、重量、効率の大きな利益をもたらす。電力産業におけるＨＴＳ超伝導体は、従来の技術に勝る電力処理能力（power handling capacity）の１桁から２桁の増大、電力機器のサイズ（すなわち、フットプリント）の著しい削減、環境への影響の低減、より大きな安全、および容量の増大を含む。
【０００７】
したがって、ＨＴＳ技術は、コストを下げ、電力システムの容量および信頼性を高めることができる。ＨＴＳワイヤにおける開発は、電力グリッドの性能を、それらの環境上のフットプリントを低減しながら改善するための強力なツールを提供することになる。
【０００８】
しかしながら、ＨＴＳ超伝導体の商品化には、多数の挑戦課題が存在する。具体的には、１つの障害としては、様々な電力構成部品を形成するために使用することができる商業的に実現可能なＨＴＳテープの作製があった。「第１世代」のＨＴＳテープには、典型的には貴金属（たとえば、銀）のマトリクス内に埋め込まれた、上述のＢＳＣＣＯ高Ｔｃ超伝導体の使用が含まれていた。しかし、材料と製造コスト面から、そのようなテープは、延伸された長さのニーズに合う商業的に実現可能な製品の好例にはならない。
【０００９】
つい最近、「第２世代」ＨＴＳテープが優れた商業的実行可能性を有することが示された。これらのテープは、一般的には層状構造からなり、典型的には機械的な支持を可能にする可撓性基板と、基板を覆う少なくとも１つのバッファ層と、バッファ膜を覆うＨＴＳ層と、ＨＴＳ層を覆う、典型的には非貴金属で形成された少なくとも１つの安定材層とで構成される。一般に、複数の安定材層が使用され、敏感なＨＴＳ層を非貴金属安定材層と反応しないように絶縁するために、キャップ層、典型的には貴金属層が、ＨＴＳテープの側面を含めた全体に沿って付着される。
【００１０】
そのような第２世代ＨＴＳテープのひとつは、ＹＢＣＯ被覆伝導体技術を使用する。しかし、この被覆伝導体のアーキテクチャは、モータ、発電機、変圧器など、ＡＣへの応用に最大限に利用されていない。具体的には、ＨＴＳテープの幅と厚さは寸法比が高く、そのため、ＨＴＳ被覆伝導体は、非常に高いヒステリシス損失を示す。従来技術は、超伝導層が、非超伝導の抵抗障壁によって分離された多数の平行超伝導ストライプに分割された場合、磁化損失を低減できることを開示している。したがって、ＡＣヒステリシス損失を最小限に抑えるために、テープのＨＴＳ層を、長くて薄い直線の、糸状のストライプまたは線条（線紋）に小分割することが望ましい。
【００１１】
これらのマルチフィラメント伝導体は、ヒステリシス損失を大きく低減することが示されているが、線条第２世代テープの十分な商品化の前には、多数の工学的および製造上の挑戦課題が残されている。被覆伝導体内の磁化損失を著しく低減することは、変圧器、発電機、モータなど、ＡＣ電力への応用においてそれらを使用するための前提条件である。また、どんな修正も被覆伝導体を製造する現行の技法と適合することが重要であり、ＨＴＳテープ内の磁束および電流の分布を制御することが不可欠である。
【００１２】
今までのところ、ヒステリシス損失を低減するように線条ＨＴＳ層をも組み込む厚い安定材層でカプセル化されたＨＴＳワイヤを作製するための方法は、存在しない。図１Ａに示されているように、従来、ＨＴＳテープは、最初に可撓性基板（１２）を付着することによって作製される。次に、少なくとも１つのバッファ層（１４）が基板上に付着され、その後に、バッファ層を覆うＨＴＳ層（１８）が続く。次いで、典型的にはＡｇなど貴金属で形成された薄い保護キャップ層（１３）が、ＨＴＳ層上に付着される。最後に、典型的にはＣｕまたは他の非貴金属で形成された安定材層（１９）が、貴金属キャップ層上に付着される。より厚く、より強い（robust）安定材層の存在は有益である。というのは、過電流保護およびクエンチ安定性が得られ、最終的な非伝導体層が設けられる後続のステップで（単にＡｇの薄い層だけの場合よりも）ＨＴＳテープに対する、よりよい保護が得られるからである。
【００１３】
この点で、従来の方法では、所望のフィラメントパターンを安定材層上に転写するためにフォトリソグラフィまたは他のパターン転写技法の使用が必要となり、その後に、ウェットエッチングまたはレーザアブレーション技法を使用し、安定材層およびＨＴＳ層内に所望の線条を形成することが続く。図１Ｂ〜１Ｃに示されているように、この線条技法は、薄いキャップ層しか存在しないときマルチフィラメントＨＴＳワイヤを生み出すために使用されてきた。しかし、適切な過電流の電流処理能力およびクエンチ安定性をもたらすためには、薄い貴金属キャップ層と厚い非貴金属安定材層を共に使用し、双方によってＨＴＳワイヤを完全にカプセル化することが望ましい。このようにして、ＨＴＳワイヤのアーキテクチャは、実際のＡＣへの使用に向けてより効果的になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、安定材層の厚さは、概して約１〜１０００ミクロンの範囲内、最も典型的には約１０ミクロンから約４００ミクロンの範囲内である。公知の化学エッチング技法を使用して、厚い安定材層を通って線条を形成することは、途方もなく労力を要するものであり、その結果、厚い安定材層を有するマルチフィラメントＨＴＳテープの作製は、依然として可能でない。具体的には、薄いキャップ層に加えて厚い安定材層を通ってエッチングすると、ＨＴＳ層に達する前に、特定のエッチング剤と、はるかに長い時間接触する。エッチング接触時間が長いほど、化学反応が増大し、ＨＴＳ材料の劣化および超伝導特性の損失を大きくする。従って、厚い安定材層を有するマルチフィラメントＨＴＳテープを形成するために現況の最新技術のエッチング技法を使用することは、実現可能なものとなっていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、厚い安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体であって、互いに反対向きの対向する第１および第２の表面を有する基板と、基板の第１の対向表面を覆うバッファ層と、バッファ層を覆うマルチフィラメント超伝導体層と、マルチフィラメント超伝導体層を覆う少なくとも１つの安定材層とを備え、少なくとも１つの安定材層が、少なくとも５．０ミクロンの厚さを有する、超伝導体が提供される。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、厚い安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体を作り出すための方法であって、第１および第２の主表面を有する基板と、基板の第１の主表面上に配置された少なくとも１つのバッファ層と、バッファ層上に配置された超伝導層とを備える高温超伝導テープを用意するステップと、マルチフィラメントパターンを形成するようにパターン転写ステップを実施するステップと、少なくとも１つの安定材層を付着するステップと、マルチフィラメントパターンを除去して超伝導層の一部分を露出するステップと、超伝導層の露出した一部分をエッチングして超伝導層を通って延在する少なくとも１つの溝を作りだすステップとを含む方法が提供される。
【００１７】
他の態様によれば、厚い安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ超伝導体を作り出すための方法であって、第１および第２の主表面を有する基板と、基板の第１の主表面上に配置された少なくとも１つのバッファ層と、バッファ層上に配置された超伝導層とによって特徴付けられる高温超伝導テープを用意するステップと、第１の安定材層を超伝導層上に付着するステップと、パターン転写ステップを実施するステップと、第２の安定材層を付着するステップと、残留パターンを除去して第１の安定材層を露出するステップと、第１の安定材層の露出した部分および超伝導層をエッチングして超伝導層を通って延在する少なくとも１つの溝を生み出すステップとを含む方法が提供される。
【００１８】
本願発明は、添付の図面を参照することにより、当業者にとってよりよく理解され、その多くの目的、特徴、利点が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】従来技術で知られている、厚い安定材を有する被覆導体の断面図である。
【図１Ｂ】従来技術で知られている、線条安定材のないマルチフィラメント超伝導体テープを作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図１Ｃ】従来技術で知られている、線条安定材のないマルチフィラメント超伝導体テープを作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図２】本発明の一実施形態による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ導体の断面図である。
【図３Ａ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｂ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｃ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｄ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｅ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図３Ｆ】本発明による、線条安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。
【図４】超伝導テープ全体が絶縁層によってカプセル化されている、本発明の他の実施形態による、線条の厚い安定材を有する新規なマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による線条形成（striating）工程の図である。
【図６Ａ】超伝導フィラメントが少なくとも１つの安定材によってカプセル化されている、本発明による他の好ましい実施形態の図である。
【図６Ｂ】超伝導フィラメントが少なくとも１つの安定材によってカプセル化されている、本発明による他の好ましい実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面における同じ符号の使用は、同様または同一の部分を示している。
【００２１】
本発明は、厚い安定材層でカプセル化される線条（線紋を付された）のマルチフィラメントＨＴＳ被覆伝導体を形成するための方法、およびそこから得られる物品を対象とする。耐ＡＣ超伝導体用の線条安定材の作製における、鍵となるステップは、フォトリソグラフィまたはレーザアブレーションなどパターン転写ステップを実施し、次いで、未現像の残留フォトレジスト部分が依然としてＨＴＳテープの表面上に残されている間に、安定材めっきステップを実施することである。安定材が付着された後に、残留フォトレジスト部分が除去（「リフトオフ」としても知られる）され、それにより、その下にあるＨＴＳテープの表面を露出させ、最終エッチングステップおよびマルチフィラメントＨＴＳテープの形成を容易にする。
【００２２】
図２は、多層組成物を有する、本発明の一実施形態によるＨＴＳ伝導体１０の断面図である。ＨＴＳ伝導体１０は、電流搬送能力を増大し、ＨＴＳワイヤ内のＡＣ抵抗損失を低減するのに特に有用であると期待されている。ＨＴＳ伝導体１０は、約７７Ｋおよび自己電磁界で、少なくとも約０．５ＭＡ／ｃｍ２、好ましくは少なくとも約１ＭＡ／ｃｍ２の臨界電流密度（Ｊｃ）をもたらすことができる。
【００２３】
ＨＴＳ伝導体１０は、概して、基板１２と、基板１２を覆うバッファ層１４と、ＨＴＳ層１８と、それに続くキャップ層１３、典型的には貴金属層とを含む。本発明の特定の特徴によれば、超伝導体層１８を覆うように、特にキャップ層１３を覆い、キャップ層１３に直接接触するように、安定材層１９が組み込まれる。キャップ層１３および安定材層１９は、概して電気的な安定のために実装される。より具体的には、キャップ層１３と安定材層１９は共に、冷却ができなくなり、または臨界電流密度を超え、ＨＴＳ層１８が超伝導状態から変動し、抵抗性になった場合、ＨＴＳ伝導体１０に沿って電荷の流れを継続する上で助けとなる。
【００２４】
さらに、超伝導テープをカプセル化することによって、付着した安定材層の断面積を本質的に倍加することにより、電流搬送能力がさらに改善される。好適に導電性である材料が基板１２用に使用されている範囲で、図１に示されているカプセル化によって、さらなる電流搬送能力をもたらすことができる。すなわち、側方向に延びテープの側面を画定する側部は、基板それ自体に対して電気的に接続し、これにより、被覆超伝導テープの電流搬送能力が追加できる。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、ＨＴＳ伝導体１０はさらに線条（線紋）２０を有し、その結果、ＨＴＳ層１８が複数のフィラメントに分割される。
【００２６】
図３Ａから図３Ｆは、本発明による、線条安定材を有するマルチフィラメント耐ＡＣ伝導体を作製するための連続工程を示す例示的な図である。この例では、ＹＢａＣｕＯの合成酸化物超伝導体が酸化物超伝導体として使用される。
【００２７】
最初に、図３Ａに示されているように、ＨＴＳテープ１１が形成される。ＨＴＳテープ１１は、基板１２、キャップ層１３、ＨＴＳ層１８、バッファ層１４を含む。本明細書ではこの予備的なステップについて詳述しているが、これに限定するものではなく、当技術分野で一般的に知られているＨＴＳテープ１１作成の任意の方法を使用することができることを理解されたい。さらに、本発明は、本明細書で述べられているＨＴＳテープ１１の特定の実施形態に限定されない。
【００２８】
基板１２は、ＨＴＳ伝導体１０を支持するものであり、概して金属または多結晶セラミックである。金属の場合、基板１２は、典型的には、Ｎｉ基金属合金など、少なくとも２つの金属元素からなる合金である。基板材料は、超伝導物品の所期の使用に従って変わることになり、本発明にとって決定的なものではない。基板１２は、リールからリールへの並進 (reel-to-reel translation) など、任意の好適な並進工程を使用して配置することができる。基板の厚さもまた、使用目的によって変わることになる。
【００２９】
基板１２は、典型的には、高い寸法比を有するテープ状に構成されている。本明細書では、「寸法比 (dimension rate)」という用語は、物品の最も長い寸法（長さ）の、物品の次に長い寸法（幅）に対する比を示すために使用される。「テープ(tape)」または「テープ状の／に(tape-like)」という用語は、約１０３以上の寸法比を有する物品を指す。典型的には、寸法比は、約１０４より大きく、いくつかの実施形態では、約１０５以上の寸法比さえも有する。
【００３０】
基板１２は、ＨＴＳテープの構成層を後から付着するための望ましい表面特性を有するように処理されてもよい。たとえば、表面を所望の平面度および表面粗さに、軽く研磨することができる。さらに、基板は、２軸配向されるように処理することができる。２軸配向基板を形成するための１つの工程は、当技術分野で一般的に理解されている、ＲＡＢｉＴＳ（roll assisted biaxially textured substrates）として当技術分野で知られている工程である。
【００３１】
バッファ層１４が基板表面１２上に配置される。バッファ層１４は、単一の層とすることも、より一般的には、少なくとも１つの追加の膜を補うこともできる。典型的には、バッファ層は、優れた超伝導特性のための望ましい結晶方位を有するＨＴＳ層を後から形成するのに適した２軸配向膜を含む。そのような２軸配向は、当技術分野で理解されている、また参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，１９０，７５２号において定義および記載されているイオンビームアシスト溶着（ＩＢＡＤ）によって行うことができる。ＭｇＯがＩＢＡＤ膜として選ばれる典型的な材料であり、５０から５００オングストローム、例えば、５０から２００オングストロームのオーダーとすることができる。特に示されてないが、バッファ層１４はまた、当技術分野で理解されているように、基板１２をエピタキシャル膜から絶縁するために、またはＨＴＳ層１８とエピタキシャル膜の間の格子定数の不整合を低減するために、追加の膜を含むことができる。基板１２が２軸配向表面を備える場合、バッファ層１４は、一般に、バッファ層１４内で２軸配向を保存するように配向基板１２上でエピタキシャル成長される。
【００３２】
本発明の工程は、任意の公知のＨＴＳ材料で実施することができる。本発明の実施にとって決定的ではないが、ＨＴＳ層１８は、一般に、ＨＴＳ層１８に関連する望ましいアンペア定格を得るために、約１から約３０ミクロン、最も典型的には約２から約２０ミクロン、好ましくは約２から約１０ミクロンの範囲内の厚さを有する。典型的には、ＨＴＳ層１８は、液体窒素の温度、７７Ｋを上回ると超伝導特性を示す任意の高温超伝導材料から選択され、好ましくは酸化物超伝導体である。材料の１つの部類は、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘであり、ここで、ＲＥは、Ｙ等の希土類元素および関連の化合物である。そのような材料は、たとえばＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋ｙ、Ｔｉ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０＋ｙ、ＨｇＢａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ８＋ｙを含むこともできる。前述のうち、一般にＹＢＣＯとも呼ばれるＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘが有利に使用され得る。
【００３３】
原則として基板上のＨＴＳの溶着方法に制限はなく、任意の公知の一般に使用されている技法を使用することができる。そのような方法には、厚膜形成技法と薄膜形成技法の両方がある。好ましくは、高い溶着速度のためにパルスレーザ溶着（ＰＬＤ）など物理気相溶着技法を使用することができ、または、より低コストでより大きな表面積の処理のために化学気相溶着技法を使用することができる。代替の方法には、同時蒸着、電子ビーム蒸着、活性化反応性蒸着を含む蒸着や、マグネトロンスパッタリング、イオンビームスパッタリング、イオンアシストスパッタリングを含むスパッタリングや、陰極アーク溶着や、有機金属化学気相溶着、プラズマ化学気相溶着、分子ビームエピタキシや、ゾル−ゲル法や、液相エピタキシなどが含まれる。
【００３４】
図３Ａにさらに示されているように、第１の安定材層、またはキャップ層１３は、ＨＴＳ層１８上に付着することができる。典型的には、貴金属をキャップ層１３用に使用し、安定材層１９（図２に図示）とＨＴＳ層１８の間の望ましくない相互作用を防止する。典型的な貴金属には、金、銀、プラチナ、パラジウムが含まれる。より典型的には、そのコストと一般に入手しやすいことにより、銀が使用される。キャップ層１３はコスト面からは薄いことが望ましいが、安定材層１９からＨＴＳ層１８への成分の望ましくない拡散を防止するのに十分厚いことが好ましい。キャップ層１３の典型的な厚さは、約０．１から約１０．０ミクロン、より具体的には約１．５から約３．０ミクロン内である。物理気相溶着およびマグネトロンスパッタリング法を含めて、様々な技法を、キャップ層１３の溶着に使用することができる。
【００３５】
図２および図３Ａにさらに示されているように、一般に、ＨＴＳテープがキャップ層１３によって完全にカプセル化されるように、キャップ層１３をＨＴＳテープ１１の全体に沿って、特にＨＴＳテープの側面に沿って付着することが望ましい。これは、ＨＴＳ層１８を、（下記で述べるように）銅またはアルミニウムなど非貴金属とすることができる安定材１９の側部から絶縁するために好ましい。従って、本発明によれば、キャップ層１３は、基板の２つの対向する主表面のうちの一方、または両主表面を覆うことも、基板、バッファ層、超伝導体層を完全にカプセル化することもできる。
【００３６】
次に、図３Ｂ〜３Ｃに示されているように、本発明には、パターン転写ステップが含まれている。ＨＴＳ材料をパターニングする実際の工程は当技術分野で周知であり、したがってあまり詳細に述べない。本明細書で開示されている特定の例では、標準的なフォトリソグラフィ技法に言及しているが、設計されたパターンをＨＴＳテープ１１のキャップ層１３の表面に転写するために使用される工程に特定の制限はない。本発明に合わせて、図３Ｂの転写ステップは、レーザアブレーション、インプリントリソグラフィ、直接インク描画（direct ink writing）、スクリーン印刷など、他の好適な、公知の技法を使用して実施することができる。好ましい実施形態では、フォトリソグラフィ技法が使用される。フォトリソグラフィが使用される範囲では、任意の好適な感光性ポリマー材料を使用することができる。本発明にとって重大なことは、図３Ｂ〜３Ｃに示されているパターン転写ステップが、安定材溶着ステップ（図３Ｄ）およびリフトオフステップ（図３Ｅ）のどちらよりも先に実施されることである。
【００３７】
図３Ｂに示されているように、フォトレジスト膜が、最初にＨＴＳテープ１１の主表面に付着され、ＨＴＳ層１８を覆う。フォトレジストポリマー、プラスチック薄膜などを付与するために、フォトレジスト膜を、スピンコーティング、スプレーコーティング、またはホットローララミネーション（hot−roller lamination）などの任意の好都合なコーティング技法を使用して付着することができ、それによりＨＴＳテープ１１上にマスク層２２を形成する。被覆されるマスク層は、本明細書で詳細に述べられている、キャップ層１３およびＨＴＳ層１８の後続のエッチング中に使用されることになるウェットエッチング薬品と適合しなければならない。たとえば、実施例１で述べられているように、アルカリベースの溶液を使用して銀のキャップ層をエッチングしようとする場合には、フォトレジストポリマーは、マスク層として使用すべきでない。
【００３８】
図３Ｃに転じると、所望のフィラメントパターンがキャップ層１３の表面に転写されるように、適切なフォトマスクが使用される。より具体的には、適切なフォトマスクがフォトレジスト上に載置されて、所望のマルチフィラメントＨＴＳテープを形成するためにエッチングされることになるキャップ層１３（およびＨＴＳ層１８）の選択された部分をマスクする。フォトレジスト層２２のマスクされていない部分が、次いで、現像され、剥ぎ取られる。フォトレジスト層２２の、マスクされていた、したがって除去されなかった部分は、ＨＴＳテープ１１の表面上で残留部分２２ａを形成する。これらの残留フォトレジスト部分２２ａがマスクする領域において、これより下にあるキャップ層１３およびＨＴＳ層１８内に線条が求められ、本明細書で述べられているように、この線条は後でエッチング工程を使用して形成されることになる。
【００３９】
本明細書でより十分に述べられているように、また本発明の新規な態様によれば、後続のエッチングステップ中には、キャップ層１３およびＨＴＳ層１８だけがエッチングされ、安定材層１９はエッチングされない。そのため、残留部分２２ａの幅は、もしＨＴＳ層１８内に所望の線条を形成するために安定材層にエッチングをかけることが必要とされることになる場合があるとしても、その場合より広くすることができる。具体的には、本発明の好ましい実施形態では、残留部分２２ａの幅は、概して５〜１００ミクロンの範囲内である。より広い残留部分２２ａを作ることができることから、ドライフィルムレジストまたはプラスチック膜など、より好ましいパターン転写工程を使用することができる。また、より広いスペースにより、本明細書で述べられている後続のステップ中に確実なウェットエッチング技法を可能にできる。
【００４０】
次に、図３Ｄに示されているように、二次安定材層１９が付着される。本発明によれば、電気めっきなど電気化学溶着技法を使用し、ＨＴＳテープ１１を適切な二次安定材で完全に被覆およびカプセル化し、キャップ層１３の露出域上に安定材層１９を形成する。残留フォトレジスト部分２２ａによってマスクされている、キャップ層１３上の領域は、二次安定材材料がないままとなる。
【００４１】
二次安定材層内で適切な電流搬送能力をもたらすために、典型的には、安定材層１９は、約１から約１，０００ミクロンの範囲内、最も典型的には、約１０ミクロンから約４００ミクロンの範囲内、たとえば、約１０から約２００ミクロンなどの範囲内の厚さを有する。特定の実施形態は、約２０ミクロンから約５０ミクロンの範囲内の公称厚さを有していた。
【００４２】
図１〜３に示されている好ましい実施形態では、超伝導テープ全体が安定材層１９でカプセル化されているので、その結果、安定材層１９は、超伝導テープの対向する主表面ならびに超伝導テープの側面上に設けられている。この特定の構造は、さらに、低温装置故障、超伝導クエンチなどの場合に、ＨＴＳ層１８を保護する。電気めっき技法の使用により、１つのステップで、ＨＴＳテープ１１を安定材層１９で完全にカプセル化することが可能になる。しかし、本明細書で述べられている発明は、ＨＴＳテープ１１を安定材でカプセル化する使用に限定されず、安定材層１９が、ＨＴＳ層１８を覆う１つの主表面上だけに設けられる使用にも適用することができる。
【００４３】
この実施形態の特定の特徴によれば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００６／００７９４０３号（通し番号１１／１３０，３４９）に規定および記載されている電気めっき技法が安定材層１９を形成するために使用される。この技法によれば、キャップ層１３の露出域は導電性であるため、電気めっきは、高い溶着速度、典型的には１分当たり約１ミクロン以上の速度で実施され、超伝導テープ上に厚い安定材層１９を速やかに作り上げることができる。より具体的には、キャップ層１３は、キャップ層上に銅または他の金属を溶着するためのシード層として機能する。
【００４４】
前述では概して銅に言及しているが、その他の金属、たとえば、アルミニウム、銀、金、および他の熱伝導性および導電性の金属もまた、安定材層１９を形成するための二次安定材として使用することができることに留意されたい。しかし、一般に、超伝導テープを形成するための材料コスト全体を削減するために、非貴金属を使用することが望ましい。
【００４５】
本明細書で開示されている特定の例では、標準的な電気めっき技法に言及しているが、図３Ｄに示されているステップ中に使用される電気化学溶着法に特定の制限はない。無電界めっき、金属スプレー、および真空メタライゼーションなど、代替の電気化学溶着法を、安定材層１９を付着するために使用することができる。本発明によれば、安定材層１９は、基板の２つの対向する主表面のうちの一方、または両主表面を覆うこと、あるいは、基板、バッファ層、超伝導体層を完全にカプセル化することもできる。
【００４６】
図３Ｅを参照すると、一旦安定材層１９が付着した後、本明細書で開示されている方法は、当技術分野で知られている技法を使用して、残留フォトレジスト部分２２ａを取り除くために提供される。たとえば、残留フォトレジスト部分は、アクリルポリマーベースのフォトレジストを除去するように特に配合された酢酸ベースのリムーバ、または他の好適な有機溶剤など、フォトレジストリムーバで洗い落とすことができる。図３Ｅに示されているように、残留フォトレジスト部分２２ａが除去されると溝２０ａが形成され、それにより、下にあるキャップ層１３が、線条パターンが求められる領域内に露出する。
【００４７】
図３Ｆは、厚い安定材層を有するマルチフィラメントＨＴＳ伝導体が得られる最終ステップを示す。化学エッチングが、キャップ層および超伝導層内で所望の設計を構成するための１つの可能な方法である。
【００４８】
このステップでは、キャップ層１３の一部分が溝２０ａを介して露出する。キャップ層１３の露出した部分が、まず最初に、当技術分野で公知の化学エッチング技法を使用して除去される。たとえば、ヨウ化カリウム／ヨウ素混合物を用いたスプレーエッチングまたはディップエッチングを使用することができる。図３Ｆにさらに示されているように、ここで露出した下にあるＨＴＳ層１８が、次いで、溝２０ｂが形成されるように、リン酸またはクエン酸を使用するウェットエッチングなど当技術分野の公知のエッチング技法を使用して除去される。マルチフィラメントＨＴＳ層は、レーザアブレーションなど、他のエッチング技法によって作り出すこともできる。好ましい実施形態では、実施例１で後述するように、圧力スプレーエッチング（pressure spray etching）および／またはディープトレンチ洗浄を使用し、ＨＴＳ材料のオーバーエッチングを最小限に抑える。
【００４９】
溝または線条がキャップ層１３およびＨＴＳ層１８を介して延在し、その結果、所望のマルチフィラメントパターンが生み出される。使用される技法の如何にかかわらず、好ましい実施形態では、エッチング工程によりキャップ層１３およびＨＴＳ層１８の不要部分が非常に短い時間（典型的には、キャップ層について３０秒、ＨＴＳ層について６０秒）で除去され、溝２０ｂが形成される。
【００５０】
好ましい実施形態では、安定材層１９およびキャップ層１３を介して延在する溝２０ｂの部分は、互いに実質的に垂直かつ平行の側壁を有する。この特定のアーキテクチャは、溝２０ａが安定材溶着の前に形成され、如何なるエッチング工程をも必要としないため、本明細書で開示されている本発明に従って可能である。ひとたび溝２０ａが形成されれば、キャップ層１３を除去するためのエッチング工程中に、より短い接触時間しか必要とされない。以前のエッチング方法によると、２０ミクロン厚の安定材およびキャップ層だとすると、典型的には、エッチング剤との接触は約４０分から６０分持続することになる。この長いエッチング時間に化学反応は増大し、超伝導特性の損失を引き起こす。しかし、溝２０ａを形成することにより、露出したキャップ層およびＨＴＳ層は、安定材層が定位置にあった場合よりはるかに高い速度で除去されることになる。したがって、溝２０ｂがはるかに短い時間で生み出されることになり、側壁は、互いに実質的に垂直かつ平行になる。
【００５１】
図４に示されているように、本発明の他の態様によれば、マルチフィラメント導体１０が、所望の超伝導装置（デバイス）として使用されるために次の段階に渡される前に、絶縁体層３０をマルチフィラメント導体１０上に付着することができる。本発明は広範囲な使用、適用、特に伝送ライン、モータ、発電機、または高磁界の磁気操作に使用できる高温超伝導ワイヤまたはテープに有用である。
【００５２】
本発明の一実施形態による、上述の新規な線条形成工程を含む個々のステップの流れ図が、図５に示されている。
【００５３】
上記の特定の実施形態において、パターン転写工程が、キャップ層１３を付着した後で形成されると述べられているが、上述のステップは、最初にキャップ層１３を付着することを省略することができ、その結果、フォトリソグラフィまたは他のパターン転写工程が、線条が求められる領域の上のＨＴＳ層１８上に直接フォトレジスト部分を形成するために使用されることになることを、当業者なら容易に理解するであろう。次いで、パターン転写ステップの後に、少なくとも１つの安定材層の溶着が続くことになる。それに続くリフトオフステップおよびエッチングステップは、上述したものと同じである。
【００５４】
図６Ａおよび図６Ｂは本発明による代替の好ましい実施形態を示し、ここでは、個々のＨＴＳフィラメントのそれぞれが少なくとも１つの安定材によって完全にカプセル化される。
【００５５】
図示されていないさらに他の代替の実施形態では、ＨＴＳ伝導体が両面（dual−sided）構造を有し、その結果、バッファ層が基板１２の両側に付着され、次いで超伝導材料が、両バッファ層の両側に付着される。次いで、ＨＴＳ材料をカプセル化するために、キャップ層が両ＨＴＳ層上に付着される。フォトリソグラフィまたは他のパターン転写工程を使用し、線条が求められる領域の上に残留フォトレジスト部分を形成し、その後に、超伝導物品をカプセル化するための第２の安定材層の溶着が続く。残りのリフトオフステップおよびエッチングステップは、上述したものと同じである。
【００５６】
ＨＴＳ伝導体１０は、電力ケーブル、電力変圧器、発電機、電力グリッドなど、商業的電力構成部品内に組み込むことができることを、当業者なら容易に理解するであろう。これらの追加の実施形態は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００６／００７９４０３号（通し番号１１／１３０，３４９）でより詳細に述べられている。
【００５７】
本明細書では、本発明の特定の態様について詳細に述べているが、当業者ならそれらに修正を加えることができ、それはなお本特許請求の範囲内にあることは十分に理解されることである。本発明は、本明細書で開示されている特定の実施形態に限定されるものでは決してない。
【実施例】
【００５８】
本明細書で述べられている実施例および実施形態は、例示のためのものにすぎないこと、またそれらを参照して様々な修正または変更が当業者に示唆され、それは本願の精神および範囲内に含まれることを理解されたい。本発明は、その精神または本質的な属性から逸脱することなしに他の特定の形態をとることができる。
【００５９】
以下のサンプルは、上述の技法を使用して作成された。
【実施例１】
【００６０】
上述の新規な線条技法を使用してサンプルが作成された。具体的には、５０ミクロンの厚さを有する４ｍｍ幅の基板を使用して、サンプルが用意された。これらの特定のサンプルにおいて、使用された基板は、ニッケル基合金（ハステロイＣ２７６）であった。アルミナ、イットリア、ＭｇＯ、およびＬａＭｎＯ３からなるバッファ層スタックが、合計１６０ｎｍの厚さに付着された。次に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相溶着）工程を実施し、１ミクロン厚のＹＢＣＯ層を形成した。次に、サンプルを、次いで銀のマグネトロンスパッタリングにかけ、３ミクロン厚のキャップ層を形成した。次に、公知のフォトリソグラフィ技法、すなわち広帯域ＵＶ露光およびフォトレジスト現像を使用し、所望の線条パターンを転写することができるように、１層のドライフィルムフォトレジストが被覆された。これらのサンプルは、銅−硫酸溶液内に配置され、アノードを銅板として、キャップ層がカソードを形成するようにバイアスされた。電気めっきを実施し、約２０ミクロンの公称厚さを有する銅層を形成した。この銅層は、厚い安定材として機能する。残りのフォトレジストは、フォトレジストリムーバで洗い落とされた。次に、サンプルは、銅によって覆われていない部分において銀エッチングにかけられた。ヨウ化カリウム／ヨウ素溶液を用いたスプレーエッチングまたはディップエッチングを使用することができる。銀エッチングの後で、露出し下にあるＨＴＳ層が、次に、０．２Ｍクエン酸などエッチャントを使用して、厚い銅安定材、銀層、およびＨＴＳ層を介して溝を形成するように除去された。最後に、サンプルが、非電導性の絶縁材料で被覆された。
【実施例２】
【００６１】
上述の新規な線条技法を使用してサンプルが作成された。具体的には、５０ミクロンの厚さを有する４ｍｍ幅の基板を使用して、サンプルが用意された。これらの特定のサンプルにおいて、使用された基板は、ニッケル基合金（ハステロイＣ２７６）であった。アルミナ、イットリア、ＭｇＯ、およびＬａＭｎＯ３からなるバッファ層スタックが、合計１６０ｎｍの厚さに付着された。次に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相溶着）工程を実施し、１ミクロン厚のＹＢＣＯ層を形成した。次に、サンプルを、銀のマグネトロンスパッタリングにかけ、３ミクロン厚のキャップ層を形成した。次に、公知のレーザアブレーション技法、すなわち３０８ｎｍまたは２４８ｎｍエキシマレーザを使用するものを使用し、所望の線条パターンを単一のステップで転写することができるように、ポリイミド膜が積層された。これらのサンプルは、銅−硫酸溶液内に配置され、アノードを銅板として、キャップ層がカソードを形成するようにバイアスされた。電気めっきを実施し、約２０ミクロンの公称厚さを有する銅層を形成した。この銅層は、厚い安定材として機能する。ポリイミド膜のアブレーションされていない帯が剥ぎ取られた。次に、サンプルは、銅によって覆われていない部分が銀エッチングにかけられた。アルカリベースの溶液（すなわち、２０体積％のＨ２Ｏ２＋２０体積％のＮＨ４ＯＨ＋６０体積％の脱イオン水）を用いたスプレーエッチングまたはディップエッチングを使用することができる。銀エッチングの後で、露出し下にあるＨＴＳ層が、０．１Ｍリン酸溶液などエッチャントを使用して、厚い銅安定材、銀層、およびＨＴＳ層を介して溝を形成するように除去された。最後に、サンプルが、非伝導性の絶縁材料で被覆された。
【実施例３】
【００６２】
上述の新規な線条技法を使用してサンプルが作成された。具体的には、５０ミクロンの厚さを有する４ｍｍ幅の基板を使用して、サンプルが用意された。これらの特定のサンプルにおいて、使用された基板は、ニッケル基合金（ハステロイＣ２７６）であった。アルミナ、イットリア、ＭｇＯ、およびＬａＭｎＯ３からなるバッファ層スタックが、合計１６０ｎｍの厚さに付着された。次に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相溶着）工程を実施し、１ミクロン厚のＹＢＣＯ層を形成した。次に、公知のフォトリソグラフィ技法、すなわち広帯域ＵＶ露光およびフォトレジスト現像を使用し、所望の線条パターンを転写することができるように、ドライフィルムフォトレジストの３０ミクロン厚の層が被覆された。次いで、サンプルを物理気相溶着工程にかけ、銅など、１ミクロン厚のキャップ層を被覆した。金属蒸着など、この溶着工程では、サンプル上に残るフォトレジストと適合するように、温度が制御される。次に、これらのサンプルは、銅−硫酸溶液内に配置され、アノードを銅板として、キャップ層がカソードを形成するようにバイアスされた。電気めっきを実施し、約２０ミクロンの公称厚さを有する銅層を形成した。この銅層は、厚い安定材として機能する。次いで、残りのフォトレジスト帯（３０ミクロン厚）が、フォトレジストリムーバによってエッチング除去された。このエッチングステップ中に、銅の第１および第２の層がリフトオフされる。このようにして、所望の領域内でＹＢＣＯを露出するようにトレンチまたは溝が形成され、次いでこのＹＢＣＯを、０．２Ｍクエン酸などエッチャントを使用して除去することができた。最後に、サンプルは、ＨＴＳフィラメントを絶縁するために溝内で、非導電性の絶縁材料で被覆された。
【００６３】
本明細書で述べられている実施例および実施形態は、例示のためのものにすぎないこと、またこれらを考慮した様々な修正または変更が、本特許請求の範囲から逸脱することなしに当業者に示唆されることになることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する第１及び第２対向面を有する基板と、
前記基板の第１対向面を覆うバッファ層と、
前記バッファ層を覆うマルチフィラメント超伝導体層と、
前記マルチフィラメント超伝導体層を覆う少なくとも一つの安定材層であって、前記一つの安定材層が少なくとも５．０ミクロンの厚みを有する層とからなることを特徴とする高温被覆超伝導体物品。
【請求項２】
前記マルチフィラメント超伝導体層が、約７７Ｋ以上の臨界温度を有する高温超伝導体材からなることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項３】
前記マルチフィラメント超伝導体層が、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘからなり、ここで、ＲＥは希土類元素であることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項４】
前記マルチフィラメント超伝導体層がＹＢＣＯであることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項５】
前記バッファ層が２軸結晶方位を有する膜からなり、当該膜は、膜の平面(in-plane) 及び非平面(out-of-plane)の両方に略整列した結晶を有することを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項６】
前記基板が、１０３以上の寸法比を有することを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項７】
さらに、非導電性絶縁層を有する請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項８】
前記少なくとも一つも安定材層が延びて前記マルチフィラメント超伝導体層をカプセル化する第１および第２側面を画定する請求項１記載の超電導体物品。
【請求項９】
前記少なくとも一つも安定材層が第１及び第２安定材層からなりそれぞれが超伝導体層と基板の第２対向面を覆って前記超伝導体物品をカプセル化していることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項１０】
前記第１安定材層が約０．１ミクロンから約１０．０ミクロン、より具体的には約１．５ミクロンから約３．０ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第１安定材層が貴金属からなることを特徴とする請求項１０記載の超伝導体物品。
【請求項１２】
前記貴金属が銀であることを特徴とする請求項１１記載の超伝導体物品。
【請求項１３】
前記第２安定材層が非貴金属からなることを特徴とする請求項９記載の超伝導体物品。
【請求項１４】
前記非貴金属が銅、アルミニウム、これらの合金からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１３記載の超伝導体物品。
【請求項１５】
前記非貴金属が銅であることを特徴とする請求項１４記載の超伝導体物品。
【請求項１６】
前記第１及び第２安定材層が伸びて、超伝導テープの第１及び第２の側面を画定するとともに超伝導テープをカプセル化することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１７】
前記第２安定材層が電気メッキされていることを特徴とする請求項９記載の超伝導体物品。
【請求項１８】
前記超伝導物品が、両面構造からなり、前記基板が相互に対向する第１及び第２表面を有し、前記バッファ層がそれぞれ基板の第１及び第２表面を覆う第１及び第２バッファ層を有し、前記マルチフィラメント超伝導体層がそれぞれ第１及び第２バッファ層を覆う第１及び第２マルチフィラメント超伝導体層を有し、第１及び第２安定材層がそれぞれ第１及び第２マルチフィラメント超伝導体層を覆って、前記超伝動物品をカプセル化しており、前記第２安定材層が少なくとも５ミクロンの厚みを有していることを特徴とする請求項９記載の超伝導物品。
【請求項１９】
ａ．第１及び第２の主表面を有する基板、前記基板の第１主表面上に設けられた少なくとも一つのバッファ層、及び、前記バッファ層に設けられた超伝導層からなる高温超伝導テープを用意する段階、
ｂ．マルチフィラメントパターンを形成するためにパターン転写工程を行う段階、
ｃ．少なくとも一つの安定材層を付着する段階、
ｄ．前記マルチフィラメントパターンを取り除いて超伝導層の一部を露出する段階、
ｅ．前記超伝導層の露出した部分をエッチングして超伝導層を通って延びる少なくとも一つの溝をつくる段階、
からなる高温被覆超伝導体の作製方法。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの安定材層が少なくとも５．０ミクロンの厚みを有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも一つの安定材層が延伸して、超伝導テープの第１及び第２の側面を画定するとともに超伝導テープをカプセル化することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記超伝導層が約７７Ｋ以上の臨界温度ＴＣを有する高温超伝導材からなることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記超伝導層がＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘからなり、ここで、ＲＥは希土類元素であることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
前記超伝導層がＹＢＣＯであることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
前記バッファ層が２軸結晶方位を有する膜からなり、当該膜は、膜の平面(in-plane) 及び非平面(out-of-plane)の両方に略整列した結晶を有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
さらに、前記第２安定材層上であって、超伝導層を介して延びる前記少なくとも一つの溝に、非導電性絶縁材を付着する段階を含む請求項１９記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも一つの安定材層が、それぞれ超伝導体層及び基板の第２対向面覆う第１及び第２安定材層を有し、超伝導物品をカプセル化していることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
前記第１安定材層が貴金属からなることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記貴金属が銀であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記第１安定材層が約０．１ミクロンから約１０．０ミクロン、より具体的には、約１．５ミクロンから３．０ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３１】
前記第２安定材層が非貴金属からなることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３２】
前記非貴金属が銅、アルミニウム、これらの合金からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記非貴金属が銅であることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記第２安定材層が、約１ミクロンから約１，０００ミクロンの範囲内、もっとも典型的には約５ミクロンから約４００ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３５】
前記第２安定材層が電気メッキ技術を使用して付着されていることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３６】
前記パターン転写行程がフォトリソグラフィであることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項３７】
前記パターン転写ステップが
フォトレジスト層を付着するステップ、及び
前記フォトレジスト層の選択した部分を取り除いてその下にある超伝導層を露出させ、少なくとも一部のフォトレジスト部分を保持してその下にある超伝導体層をマスクするステップからなることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
さらに、前記高温被覆超伝導体からなる、キロメーター長さのテープ、ケーブル又はコイルを作成する段階を含む請求項１９記載の方法。
【請求項３９】
さらに、少なくとも電力ケーブル、電力伝送、電力発電及び電力グリッドの一つにおいて、前記高温被覆超伝導体を使用する段階からなる請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記電力ケーブルが、冷却流動体の通路用導管からなり、前記高温被覆超伝導体が導管に近接して設けられていることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
前記電力ケーブルが、電力移送ケーブル及び電力配給ケーブルの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
ａ．第１及び第２の主表面を有する基板、前記基板の第１主表面上に設けられた少なくとも一つのバッファ層、及び、前記バッファ層上に設けられた超伝導層によって特徴付けられる高温超伝導テープを用意する段階、
ｂ．前記超伝導層上に第１安定材層を付着する段階、
ｃ．パターン転写ステップを行う段階、
ｄ．第２安定材層を付着する段階、
ｅ．残留パターンを取り除いて第１安定材層を露出させる段階、及び、
ｆ．第１安定材層の露出部分と超伝導層をエッチングして、前記超伝導層を通って延在する少なくとも一つの溝を作りだす段階
からなる高温被覆超伝導体の作製方法。
【請求項４３】
少なくとも５．０ミクロンの厚みの安定材層を有する耐ＡＣマルチフィラメント超伝導体テープからなる高温被覆超伝導体物品。
【請求項１】
相互に対向する第１及び第２対向面を有する基板と、
前記基板の第１対向面を覆うバッファ層と、
前記バッファ層を覆うマルチフィラメント超伝導体層と、
前記マルチフィラメント超伝導体層を覆う少なくとも一つの安定材層であって、前記一つの安定材層が少なくとも５．０ミクロンの厚みを有する層とからなることを特徴とする高温被覆超伝導体物品。
【請求項２】
前記マルチフィラメント超伝導体層が、約７７Ｋ以上の臨界温度を有する高温超伝導体材からなることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項３】
前記マルチフィラメント超伝導体層が、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘからなり、ここで、ＲＥは希土類元素であることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項４】
前記マルチフィラメント超伝導体層がＹＢＣＯであることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項５】
前記バッファ層が２軸結晶方位を有する膜からなり、当該膜は、膜の平面(in-plane) 及び非平面(out-of-plane)の両方に略整列した結晶を有することを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項６】
前記基板が、１０３以上の寸法比を有することを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項７】
さらに、非導電性絶縁層を有する請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項８】
前記少なくとも一つも安定材層が延びて前記マルチフィラメント超伝導体層をカプセル化する第１および第２側面を画定する請求項１記載の超電導体物品。
【請求項９】
前記少なくとも一つも安定材層が第１及び第２安定材層からなりそれぞれが超伝導体層と基板の第２対向面を覆って前記超伝導体物品をカプセル化していることを特徴とする請求項１記載の超伝導体物品。
【請求項１０】
前記第１安定材層が約０．１ミクロンから約１０．０ミクロン、より具体的には約１．５ミクロンから約３．０ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第１安定材層が貴金属からなることを特徴とする請求項１０記載の超伝導体物品。
【請求項１２】
前記貴金属が銀であることを特徴とする請求項１１記載の超伝導体物品。
【請求項１３】
前記第２安定材層が非貴金属からなることを特徴とする請求項９記載の超伝導体物品。
【請求項１４】
前記非貴金属が銅、アルミニウム、これらの合金からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項１３記載の超伝導体物品。
【請求項１５】
前記非貴金属が銅であることを特徴とする請求項１４記載の超伝導体物品。
【請求項１６】
前記第１及び第２安定材層が伸びて、超伝導テープの第１及び第２の側面を画定するとともに超伝導テープをカプセル化することを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１７】
前記第２安定材層が電気メッキされていることを特徴とする請求項９記載の超伝導体物品。
【請求項１８】
前記超伝導物品が、両面構造からなり、前記基板が相互に対向する第１及び第２表面を有し、前記バッファ層がそれぞれ基板の第１及び第２表面を覆う第１及び第２バッファ層を有し、前記マルチフィラメント超伝導体層がそれぞれ第１及び第２バッファ層を覆う第１及び第２マルチフィラメント超伝導体層を有し、第１及び第２安定材層がそれぞれ第１及び第２マルチフィラメント超伝導体層を覆って、前記超伝動物品をカプセル化しており、前記第２安定材層が少なくとも５ミクロンの厚みを有していることを特徴とする請求項９記載の超伝導物品。
【請求項１９】
ａ．第１及び第２の主表面を有する基板、前記基板の第１主表面上に設けられた少なくとも一つのバッファ層、及び、前記バッファ層に設けられた超伝導層からなる高温超伝導テープを用意する段階、
ｂ．マルチフィラメントパターンを形成するためにパターン転写工程を行う段階、
ｃ．少なくとも一つの安定材層を付着する段階、
ｄ．前記マルチフィラメントパターンを取り除いて超伝導層の一部を露出する段階、
ｅ．前記超伝導層の露出した部分をエッチングして超伝導層を通って延びる少なくとも一つの溝をつくる段階、
からなる高温被覆超伝導体の作製方法。
【請求項２０】
前記少なくとも一つの安定材層が少なくとも５．０ミクロンの厚みを有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも一つの安定材層が延伸して、超伝導テープの第１及び第２の側面を画定するとともに超伝導テープをカプセル化することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記超伝導層が約７７Ｋ以上の臨界温度ＴＣを有する高温超伝導材からなることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記超伝導層がＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘからなり、ここで、ＲＥは希土類元素であることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２４】
前記超伝導層がＹＢＣＯであることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
前記バッファ層が２軸結晶方位を有する膜からなり、当該膜は、膜の平面(in-plane) 及び非平面(out-of-plane)の両方に略整列した結晶を有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
さらに、前記第２安定材層上であって、超伝導層を介して延びる前記少なくとも一つの溝に、非導電性絶縁材を付着する段階を含む請求項１９記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも一つの安定材層が、それぞれ超伝導体層及び基板の第２対向面覆う第１及び第２安定材層を有し、超伝導物品をカプセル化していることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
前記第１安定材層が貴金属からなることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記貴金属が銀であることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記第１安定材層が約０．１ミクロンから約１０．０ミクロン、より具体的には、約１．５ミクロンから３．０ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３１】
前記第２安定材層が非貴金属からなることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３２】
前記非貴金属が銅、アルミニウム、これらの合金からなるグループから選択される材料であることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記非貴金属が銅であることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記第２安定材層が、約１ミクロンから約１，０００ミクロンの範囲内、もっとも典型的には約５ミクロンから約４００ミクロンの範囲内の厚みを有することを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３５】
前記第２安定材層が電気メッキ技術を使用して付着されていることを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３６】
前記パターン転写行程がフォトリソグラフィであることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項３７】
前記パターン転写ステップが
フォトレジスト層を付着するステップ、及び
前記フォトレジスト層の選択した部分を取り除いてその下にある超伝導層を露出させ、少なくとも一部のフォトレジスト部分を保持してその下にある超伝導体層をマスクするステップからなることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
さらに、前記高温被覆超伝導体からなる、キロメーター長さのテープ、ケーブル又はコイルを作成する段階を含む請求項１９記載の方法。
【請求項３９】
さらに、少なくとも電力ケーブル、電力伝送、電力発電及び電力グリッドの一つにおいて、前記高温被覆超伝導体を使用する段階からなる請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記電力ケーブルが、冷却流動体の通路用導管からなり、前記高温被覆超伝導体が導管に近接して設けられていることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
前記電力ケーブルが、電力移送ケーブル及び電力配給ケーブルの少なくとも一つからなることを特徴とする請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
ａ．第１及び第２の主表面を有する基板、前記基板の第１主表面上に設けられた少なくとも一つのバッファ層、及び、前記バッファ層上に設けられた超伝導層によって特徴付けられる高温超伝導テープを用意する段階、
ｂ．前記超伝導層上に第１安定材層を付着する段階、
ｃ．パターン転写ステップを行う段階、
ｄ．第２安定材層を付着する段階、
ｅ．残留パターンを取り除いて第１安定材層を露出させる段階、及び、
ｆ．第１安定材層の露出部分と超伝導層をエッチングして、前記超伝導層を通って延在する少なくとも一つの溝を作りだす段階
からなる高温被覆超伝導体の作製方法。
【請求項４３】
少なくとも５．０ミクロンの厚みの安定材層を有する耐ＡＣマルチフィラメント超伝導体テープからなる高温被覆超伝導体物品。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【公表番号】特表２００９−５４４１４４（Ｐ２００９−５４４１４４Ａ）
【公表日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２０９２１（Ｐ２００９−５２０９２１）
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７３４７８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７９４４３
【国際公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（５０５４４８７９６）スーパーパワー インコーポレイテッド (18)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１３日（２００７．７．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７３４７８
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０７９４４３
【国際公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【出願人】（５０５４４８７９６）スーパーパワー インコーポレイテッド (18)
【Ｆターム（参考）】
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