超伝導材料の改善及び超伝導材料に関連する改善
超伝導材料（２）であって、基板（４）と、基板上の界面層（６）（化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの材料を含む）と、界面層上の超伝導層（８）（化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物を含む）と、を含む超伝導材料（２）が提供される。また超伝導材料の製造方法、及びこの方法によって生成される材料も提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導材料及び超伝導材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導テープは一般に、基板と、その上に成長させた超伝導層薄膜とからなる。超伝導テープは、抵抗損失が最小か全くない状態で、大電流を効率的に流すことができる。多くの場合、１本の１ｃｍ幅の高温超伝導テープは、最大で、同等な銅ワイヤの２００倍に達する電流密度を呈することが可能である。
【０００３】
電力技術における省エネルギー及び排出削減に対する必要性が大変重要な問題となっており、電力技術における超伝導テープに対する市場が急速に増大している。電動モータ、変圧器、送電ケーブル、さらに知られていない応用例（たとえば浮上列車）は、超伝導テープが用いられる応用例の一部である。
【０００４】
厚膜又は薄膜の超伝導テープを製造するための現在の技術では主に２種類の基板、すなわちテクスチャリングしたニッケル基板又は銀メッキ基板のうちの１つを用いている。基板には、その上に超伝導層を成長させるべく立方晶を形成させるための処理が行われる。
【０００５】
ニッケル基板のテクスチャリングは、冷間圧延、イオン・ビーム衝撃、又はそれらの組み合わせによって行うことができる。銀メッキ基板のテクスチャリングは、電気式エピタキシャル堆積によって、さらに銀及び銀合金の場合には種々のイオン・プレーティング・プロセスによって行ってもよい。
【０００６】
冷間圧延、イオン・ビーム衝撃、及び電気式エピタキシャル堆積を含む現在のテクスチャリング技術の問題の１つは、基板を保持できる温度が限定されることである。これは、超伝導層を作製する間に基板の結晶構造が変化することを防止するためである。また銀基板の場合、基板の酸素含有量も慎重に制御する必要がある。なぜならば、酸素含有量によって、基板の結晶構造の構成が変化する場合があるからである。
【０００７】
高温超伝導テープの構造を改善して、優れた電流密度を示すテープを作製する試みがなされてきた。すでに知られている超伝導テープの改善として、基板と超伝導膜との間にバッファ層を堆積させることがある。バッファ層によって、優れた結晶構造を成長させることができる。一例は、キュービック・ジルコニア・バッファ層をニッケル合金基板上で用いることである。このバッファ層の上に、イットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）の層を堆積させる。その際、ジルコニア層は、イオン・ビーム堆積法を用いて堆積させる。その後、配向させたジルコニアの最上部にＹＢＣＯをレーザ堆積させることで、１００万分の１〜６メータの厚さの結晶性の超伝導膜を成長させることができる。
【０００８】
しかし前述した技術では、超伝導層を作製する間の結晶構造の変化を防止するために、基板を保持できる温度が限定されるという問題を完全に緩和しているわけではない。また前述した技術では、銀基板の場合に酸素含有量を制御するという問題に対処していない。
【０００９】
厚膜もしくは薄膜の超伝導材料又は他の超伝導材料の形状を実現する際に、テクスチャリングされたニッケル又は銀ベースの基板に超伝導層を設けることができるが、超伝導層を設ける間に最大で１０００℃を超える温度まで基板を保持することができ、また製造プロセスが比較的単純であるならば、それは好都合であろう。
【００１０】
さらに、薄膜超伝導材料の製造方法として、結果としての材料が示す超伝導特性及び安定性が、既知の製造方法を用いた既知の薄膜超伝導材料と比べて改善される方法が提供されるならば、それは好都合であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって本発明の好ましい実施形態の目的は、本明細書で明白に開示されているかどうかにかかわらず、従来技術の少なくとも１つの問題を打開又は緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、（ａ）基板と、（ｂ）基板上の界面層と、前記界面層は化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの材料からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６であることと、（ｃ）界面層上の超伝導層と、前記超伝導層は、化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２２であることとからなる、超伝導材料が提供される。
【００１３】
好適には、Ｘはイットリウム又はネオジウムである。
好適には、ｗは２、３、又は４である。好適には、ｘは２、３、又は４である。好適には、ｙは０．１〜４であり、より好適は０．１〜３であり、最適には０．１〜２である。好適には、ｔは０．５〜１である。好適には、ｚは４〜１５である。
【００１４】
好適には、ａは１、２、又は３である。好適には、ｂは２〜４である。好適には、ｃは０．５〜４であり、より好適には０．５〜２である。好適には、ｄは３〜２０である。
Ｌは、基板及び超伝導層の組成に応じて選択される。たとえば、基板が銀又は銀合金であるときには、Ｌは銀であっても良い。好適には、Ｌは、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，A ｇ，Ｂｉ，Ｃｅから選択される。
【００１５】
好適には、基板は、ニッケル、銀、又はこれらの任意の組み合わせからなり、より好適には、Ｎｉ、Ｎｉ−５％Ｗ、Ｎｉ−１０％Ｃｒ−２％Ｗ、ハステロイＣ−２７６、Ｎｉ−Ａｇ、Ｎｉ０．７Ｃｕ０．３、Ｎｉ０．９６Ｖ０．０４、及びＮｉ０．９６Ｃｒ０．０２Ｖ０．０２から選択される。
【００１６】
基板の厚さは好適には１０μｍ〜２００μｍである。
界面層は、好適には化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯｚの化合物からなり、より好適には、Ｘはイットリウムである。
【００１７】
好適には、界面層の厚さは１０ｎｍ〜８００μｍであり、好適には１０ｎｍ〜１μｍである。
好適には、超伝導層には、化学式ＸＢａ２Ｃｕ３Ｏの化合物からなり、より好適には、Ｘはイットリウムである。
【００１８】
好適には、超伝導層の厚さは２５０ｎｍ〜１００μｍであり、好適な範囲は３００ｎｍ〜１０μｍである。
超伝導層は、化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなるものでもよく、この化合物は化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚのドーパントを含有していてもよい。ここで、ａ、ｂ
、ｃ、ｄ、ｗ、ｘ、ｙ、ｔ、及びｚは、本明細書にすでに記載した通りであり、Ｘ及びＬは本明細書にすでに記載した通りである。
【００１９】
好適には、ドーパントは、ピン止め中心の形態をなし、ＸａＢａｂＣｕｃＯｄ超伝導結晶の結晶構造内に分散されたＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの結晶からなる。
好適には、ドーパントにおいて、ｗは２、３、又は４から選択され、ｘは２、３、又は４から選択され、ｙは０．１〜３であり、ｔは０．５〜１であり、及びｚは４〜１５である。好ましい実施形態では、ドーパントは、化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯを有する。
【００２０】
特に好適な実施形態では、超伝導層は、化学式ＸＢａ２Ｃｕ３Ｏの化合物からなり、ドーパント・ピン止め中心は、化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯｚの化合物からなる。
超伝導層に設けられたコンタクト層が存在していても良い。好適には、コンタクト層は、銀又は銀合金からなる。コンタクト層に対する他の好適な材料には、金又は金合金が含まれる。好ましくは、コンタクト層の厚さは１μｍ〜１０μｍであり、好適な範囲は１μｍ〜３μｍである。
【００２１】
複数の交互に配置された界面層及び超伝導層が存在していても良い。
たとえば、超伝導材料は、基板と、その上にＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄの交互の層とを備えていてもよい。本明細書にすでに記載したようなコンタクト層を、ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄの交互の層の最も高い層に設けても良い。
【００２２】
基板上に最初に設けたＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ層は、ＸａＢａｂＣｕｃＯｄ層の成長に対する苗床及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄ層に対する拡散障壁（基板材料によるその汚染を防止する）としての機能を果たす。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、超伝導材料を製造する方法であって、（ａ）基板を設ける工程と、（ｂ）化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの化合物層を作製するための化合物層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６である、化合物層作製工程と、（ｃ）化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの超伝導材料層を作製するための超伝導材料層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２２である、超伝導材料層作製工程とからなる方法が提供される。
【００２４】
好適には、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｗ，ｘ，ｙ，ｔ，ｚ，Ｘ，Ｌは、本発明の第１の態様に対して本明細書にすでに記載した通りである。
好適には、工程（ｂ）で設ける界面層と、工程（ｃ）で設ける超伝導層とは、本発明の第１の態様に対して記載した通りである。
【００２５】
好ましくは、本方法は、工程（ａ）と工程（ｂ）の間に、基板から酸化物層を除去する工程を備えていてもよい。基板からの酸化物層の除去は、アルゴンを用いたグロー放電によって行なっても良く、その際、基板は、７５０℃〜９５０℃、より好適には約８００℃の温度に加熱する。
【００２６】
好ましくは、工程（ｂ）には、界面層を設ける間、基板を７５０℃〜９５０℃の温度に、より好適には８００℃〜９００℃の温度に、最適には約８５０℃の温度に維持する工程
からなる。
【００２７】
好ましくは、工程（ｃ）には、超伝導層を設ける間、コーティングした基板の温度を７５０℃〜９５０℃に、より好適には８００℃〜９００℃に、最適には約８５０℃に維持する工程からなる。
【００２８】
本方法は好適には、工程（ｃ）の後に、超伝導層を酸素で処理する工程（ｄ）を備える。
本方法は好適には、工程（ｄ）の後に、コーティングした基板を冷却して基板表面を希ガス（好適にはアルゴン）を用いてパージする工程を備える。
【００２９】
本方法は好適には、、工程（ｃ）の後に、及び存在するならば工程（ｄ）の後に、コーティングした基板にコンタクト材料の層を作製する工程を備える。好適には、コンタクト材料は、銀又は銀合金である。コンタクト材料は、本発明の第１の態様に対して本明細書にすでに記載したようなものであっても良い。
【００３０】
基板又はコーティングした基板を加熱することを、基板又はコーティングした基板に電流を流すことによって行ってもよい。
本方法には、工程（ｂ）及び（ｃ）を繰り返して、複数のＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄを交互に配置した層を、基板上にコーティングしても良い。この場合、工程（ｄ）及び（ｅ）は、工程（ｂ）及び（ｃ）の繰り返しを行なった後で、好適には、工程（ｂ）及び（ｃ）の繰り返しをすべて行なった後で、行なってもよい。
【００３１】
したがって、本発明の第２の態様の方法の好適な実施形態では、本方法は、（ａ）基板を設ける工程と、（ｂ）ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの層を作製する工程と、（ｃ）ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの層をＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ層の上に作製する工程と、（ｄ）工程（ｂ）及び（ｃ）を、少なくともさらにもう１回繰り返す工程と、（ｅ）コーティングした基板にコンタクト層をコーティングする工程と、を含む。
【００３２】
各ＸａＢａｂＣｕｃＯｄ層は、その上にＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの層を設ける前に、酸素で処理しても良い。
好適には、本方法は、圧力が少なくとも１Ｐａ、より好ましくは少なくとも１．５Ｐａ、最も好ましくは少なくとも２Ｐａの状態で行なう。
【００３３】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様の方法によって製造される本発明の第１の態様の超伝導材料が提供される。
超伝導材料は、たとえば、超伝導のワイヤ、テープなどを備えていてもよい。
【００３４】
好適には、超伝導材料の全体の厚さが、厚膜を設ける場合に実質的に１００μｍを超えず、ワイヤ及びテープの場合に１５μｍを超えない。好適には、超伝導材料の全体の厚さは、少なくとも１００ｎｍである。
【００３５】
本発明をより良好に理解するために、及び本発明の実施形態をどのように実施するかを示すために、次に、本発明の種々の態様について、添付の図１を用いて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
最初に図１を参照する。
図１に第１の実施形態の超伝導材料２を例示する。超伝導材料２は、基板４と、その上に配置された界面層６とを含む。超伝導層８が界面層６上に成長させてあり、コンタクト層１０が超伝導層８上にコーティングされている。
【００３７】
基板２は、純ニッケル製のワイヤ／テープからなる。純ニッケル製のワイヤ／テープは好適には、圧延成形及び熱処理されて、所望の配向された立方晶を表面上に形成しているが、必ずしも圧延されてはいない。ニッケル・ワイヤは、厚さがほぼ１００μｍである。界面層はＹ２Ｂａ４ＣｕＡｇＯ（Ｙ２４１１材料）からなる。界面層は厚さが１００ｎｍである。Ｙ２４１１材料は、総合研究センタ（ケンブリッジ）で合成された。その合成は、Ｙ２Ｏ３、ＢａＣｕ３、ＣｕＯ、Ａｇ２Ｏを所要のモル比で混合した後に、９００℃で１２時間、９５０℃で１２時間、１０００℃で１２時間焼成し、途中でグラインディング／ミリング操作を行なうことによって、行なった。相純度を、Ｘ線回折技術によってチェックした。
【００３８】
超伝導層８はＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ（Ｙ１２３材料）からなり、厚さが１μｍの層からなる。Ｙ１２３材料は、総合研究センタ（ケンブリッジ）から供給された。その合成は、Ｙ２Ｏ３、ＢａＣｕ３、ＣｕＯの粉末を所要のモル比で混合した後に、８８０℃で１２時間、９００℃で１２時間、９２０℃で１２時間で焼成することによって行なった。
【００３９】
コンタクト層１０には銀が含まれ、厚さが１０μｍである。
超伝導ワイヤ２は、以下のように製造した。
ニッケル基板４を脱脂して、わずかな量の炭化水素も除去した。基板表面上に存在するわずかなニッケル酸化物も、アルゴン・ガスを用いて圧力２Ｐａ、温度がほぼ８００℃で発生させたグロー放電によって除去した。
【００４０】
そしてニッケル基板２に、厚さ１０ｎｍのＹ２４１１層６をスパッタ・コーティングして、Ｙ１２３超伝導層８を成長させるための苗床及びＹ１２３に対する拡散障壁（基板２によるその汚染を防止する）としての機能を果たすようにした。Ｙ２４１１界面層６のスパッタ・コーティングは、圧力が２Ｐａ及び温度がほぼ８５０℃で行なった。ティア・コーティングス社（英国）によって設計及び開発された非平衡クローズド・フィールド・マグネトロン・スパッタリング機器を用いた。そして界面層６に、８５０℃において、Ｙ１２３の層８を、酸素リッチな環境においてコーティングした。こうして、得られたＹ１２３コーティングは酸素で処理されていた。Ｙ１２３層８の結晶形成を可能にするために、温度としてほぼ８５０℃を維持した。
【００４１】
コーティングした基板２を次に、５００℃まで冷却して、アルゴン・ガスを用いて圧力がほぼ２Ｐａの状態でパージした。そしてＹ１２３超伝導層８に銀の層をコーティングして、コンタクト層１０を形成し、プロセスを終了した。得られた超伝導ワイヤ２を次に、室温まで冷却した。
【００４２】
代替的な実施形態では、Ｙ１２３超伝導層８をＹ２４１１界面層６上にコーティングした後で、さらにＹ２４１１界面層６（好ましくは１０ｎｍ厚）とＹ１２３超伝導層８（好ましくは１ｎｍ厚）との交互の層を、加えても良い。これは好適には、Ｙ１２３とＹ２４１１のすべての層を合わせた全体の厚さが１０μｍになるまで行なう。各Ｙ１２３超伝導層８は、Ｙ２４１１界面層６によってコーティングする前に、前述したように酸素で処理する。
【００４３】
代替的な実施形態では、基板４、界面層６、及び超伝導層８に用いる材料は、必要に応じて変更しても良い。たとえば、Ｙ２Ｂａ４ＣｕＡｇＯ界面層６の代わりに、ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ材料を用いても良い。ここで、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又はＩＩＩＢ族の希土類元素から選択され、及びＬは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．
１〜１であり、及びｚは２〜１６である。同様に、超伝導層８材料ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏの代わりに、ＸａＢａｂＣｕｃＯｄを用いても良い。ここで、ｘは、イットリウム、ネオジウム、又はＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４、ｂは１〜６、ｃは０．１〜４、及びｄは２〜２２である。基板４としては、たとえば、ニッケル合金たとえばニッケル銅合金、銀基板、又は銀合金基板が用いられてもよい。超伝導層８には、非超伝導材料（特にＹ２４１１材料）のピン止め中心が含まれていてもよい。
【００４４】
異なる超伝導特性及び特徴が超伝導材料２において生じるように、層４，６，８，１０のそれぞれの厚さを必要に応じて調整しても良い。超伝導材料２の物理的な形状は、たとえば薄膜、ワイヤ、シート、又はテープであっても良い。
【００４５】
本出願に関連して本明細書と同時に又は以前に出願され、本明細書とともに公衆の便覧に公開されているすべての論文及び文献を参照し、このような論文及び文献はすべて、その内容が本明細書において参照により取り入れられている。
【００４６】
本明細書（任意の添付の請求項、要約、及び図面を含む）で開示されるすべての特徴、及び／又は同様に開示される任意の方法又はプロセスのすべての工程は、このような特徴及び／又は工程の少なくとも一部が互いに相容れない組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせても良い。
【００４７】
本明細書（任意の添付の請求項、要約、及び図面を含む）で開示される各特徴を、特にことわらない限り、同じ、同等、又は類似の目的を満たす代替的な特徴と取り替えても良い。したがって、特にことわらない限り、開示される各特徴は、同等又は類似の特徴の包括的な組の１つの例に過ぎない。
【００４８】
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書（任意の添付の請求項、要約、及び図面を含む）で開示される特徴の任意の新しい１つ又は任意の新しい組み合わせに及ぶか、又は同様に開示される任意の方法又はプロセスの工程の任意の新しい１つ又は任意の新しい組み合わせに及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第２の態様の方法によって製造される本発明の第１の態様の超伝導材料を例示する断面図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超伝導材料及び超伝導材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導テープは一般に、基板と、その上に成長させた超伝導層薄膜とからなる。超伝導テープは、抵抗損失が最小か全くない状態で、大電流を効率的に流すことができる。多くの場合、１本の１ｃｍ幅の高温超伝導テープは、最大で、同等な銅ワイヤの２００倍に達する電流密度を呈することが可能である。
【０００３】
電力技術における省エネルギー及び排出削減に対する必要性が大変重要な問題となっており、電力技術における超伝導テープに対する市場が急速に増大している。電動モータ、変圧器、送電ケーブル、さらに知られていない応用例（たとえば浮上列車）は、超伝導テープが用いられる応用例の一部である。
【０００４】
厚膜又は薄膜の超伝導テープを製造するための現在の技術では主に２種類の基板、すなわちテクスチャリングしたニッケル基板又は銀メッキ基板のうちの１つを用いている。基板には、その上に超伝導層を成長させるべく立方晶を形成させるための処理が行われる。
【０００５】
ニッケル基板のテクスチャリングは、冷間圧延、イオン・ビーム衝撃、又はそれらの組み合わせによって行うことができる。銀メッキ基板のテクスチャリングは、電気式エピタキシャル堆積によって、さらに銀及び銀合金の場合には種々のイオン・プレーティング・プロセスによって行ってもよい。
【０００６】
冷間圧延、イオン・ビーム衝撃、及び電気式エピタキシャル堆積を含む現在のテクスチャリング技術の問題の１つは、基板を保持できる温度が限定されることである。これは、超伝導層を作製する間に基板の結晶構造が変化することを防止するためである。また銀基板の場合、基板の酸素含有量も慎重に制御する必要がある。なぜならば、酸素含有量によって、基板の結晶構造の構成が変化する場合があるからである。
【０００７】
高温超伝導テープの構造を改善して、優れた電流密度を示すテープを作製する試みがなされてきた。すでに知られている超伝導テープの改善として、基板と超伝導膜との間にバッファ層を堆積させることがある。バッファ層によって、優れた結晶構造を成長させることができる。一例は、キュービック・ジルコニア・バッファ層をニッケル合金基板上で用いることである。このバッファ層の上に、イットリウム・バリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）の層を堆積させる。その際、ジルコニア層は、イオン・ビーム堆積法を用いて堆積させる。その後、配向させたジルコニアの最上部にＹＢＣＯをレーザ堆積させることで、１００万分の１〜６メータの厚さの結晶性の超伝導膜を成長させることができる。
【０００８】
しかし前述した技術では、超伝導層を作製する間の結晶構造の変化を防止するために、基板を保持できる温度が限定されるという問題を完全に緩和しているわけではない。また前述した技術では、銀基板の場合に酸素含有量を制御するという問題に対処していない。
【０００９】
厚膜もしくは薄膜の超伝導材料又は他の超伝導材料の形状を実現する際に、テクスチャリングされたニッケル又は銀ベースの基板に超伝導層を設けることができるが、超伝導層を設ける間に最大で１０００℃を超える温度まで基板を保持することができ、また製造プロセスが比較的単純であるならば、それは好都合であろう。
【００１０】
さらに、薄膜超伝導材料の製造方法として、結果としての材料が示す超伝導特性及び安定性が、既知の製造方法を用いた既知の薄膜超伝導材料と比べて改善される方法が提供されるならば、それは好都合であろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって本発明の好ましい実施形態の目的は、本明細書で明白に開示されているかどうかにかかわらず、従来技術の少なくとも１つの問題を打開又は緩和することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、（ａ）基板と、（ｂ）基板上の界面層と、前記界面層は化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの材料からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６であることと、（ｃ）界面層上の超伝導層と、前記超伝導層は、化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２２であることとからなる、超伝導材料が提供される。
【００１３】
好適には、Ｘはイットリウム又はネオジウムである。
好適には、ｗは２、３、又は４である。好適には、ｘは２、３、又は４である。好適には、ｙは０．１〜４であり、より好適は０．１〜３であり、最適には０．１〜２である。好適には、ｔは０．５〜１である。好適には、ｚは４〜１５である。
【００１４】
好適には、ａは１、２、又は３である。好適には、ｂは２〜４である。好適には、ｃは０．５〜４であり、より好適には０．５〜２である。好適には、ｄは３〜２０である。
Ｌは、基板及び超伝導層の組成に応じて選択される。たとえば、基板が銀又は銀合金であるときには、Ｌは銀であっても良い。好適には、Ｌは、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，A ｇ，Ｂｉ，Ｃｅから選択される。
【００１５】
好適には、基板は、ニッケル、銀、又はこれらの任意の組み合わせからなり、より好適には、Ｎｉ、Ｎｉ−５％Ｗ、Ｎｉ−１０％Ｃｒ−２％Ｗ、ハステロイＣ−２７６、Ｎｉ−Ａｇ、Ｎｉ０．７Ｃｕ０．３、Ｎｉ０．９６Ｖ０．０４、及びＮｉ０．９６Ｃｒ０．０２Ｖ０．０２から選択される。
【００１６】
基板の厚さは好適には１０μｍ〜２００μｍである。
界面層は、好適には化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯｚの化合物からなり、より好適には、Ｘはイットリウムである。
【００１７】
好適には、界面層の厚さは１０ｎｍ〜８００μｍであり、好適には１０ｎｍ〜１μｍである。
好適には、超伝導層には、化学式ＸＢａ２Ｃｕ３Ｏの化合物からなり、より好適には、Ｘはイットリウムである。
【００１８】
好適には、超伝導層の厚さは２５０ｎｍ〜１００μｍであり、好適な範囲は３００ｎｍ〜１０μｍである。
超伝導層は、化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなるものでもよく、この化合物は化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚのドーパントを含有していてもよい。ここで、ａ、ｂ
、ｃ、ｄ、ｗ、ｘ、ｙ、ｔ、及びｚは、本明細書にすでに記載した通りであり、Ｘ及びＬは本明細書にすでに記載した通りである。
【００１９】
好適には、ドーパントは、ピン止め中心の形態をなし、ＸａＢａｂＣｕｃＯｄ超伝導結晶の結晶構造内に分散されたＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの結晶からなる。
好適には、ドーパントにおいて、ｗは２、３、又は４から選択され、ｘは２、３、又は４から選択され、ｙは０．１〜３であり、ｔは０．５〜１であり、及びｚは４〜１５である。好ましい実施形態では、ドーパントは、化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯを有する。
【００２０】
特に好適な実施形態では、超伝導層は、化学式ＸＢａ２Ｃｕ３Ｏの化合物からなり、ドーパント・ピン止め中心は、化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯｚの化合物からなる。
超伝導層に設けられたコンタクト層が存在していても良い。好適には、コンタクト層は、銀又は銀合金からなる。コンタクト層に対する他の好適な材料には、金又は金合金が含まれる。好ましくは、コンタクト層の厚さは１μｍ〜１０μｍであり、好適な範囲は１μｍ〜３μｍである。
【００２１】
複数の交互に配置された界面層及び超伝導層が存在していても良い。
たとえば、超伝導材料は、基板と、その上にＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄの交互の層とを備えていてもよい。本明細書にすでに記載したようなコンタクト層を、ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄの交互の層の最も高い層に設けても良い。
【００２２】
基板上に最初に設けたＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ層は、ＸａＢａｂＣｕｃＯｄ層の成長に対する苗床及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄ層に対する拡散障壁（基板材料によるその汚染を防止する）としての機能を果たす。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、超伝導材料を製造する方法であって、（ａ）基板を設ける工程と、（ｂ）化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの化合物層を作製するための化合物層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６である、化合物層作製工程と、（ｃ）化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの超伝導材料層を作製するための超伝導材料層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２２である、超伝導材料層作製工程とからなる方法が提供される。
【００２４】
好適には、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｗ，ｘ，ｙ，ｔ，ｚ，Ｘ，Ｌは、本発明の第１の態様に対して本明細書にすでに記載した通りである。
好適には、工程（ｂ）で設ける界面層と、工程（ｃ）で設ける超伝導層とは、本発明の第１の態様に対して記載した通りである。
【００２５】
好ましくは、本方法は、工程（ａ）と工程（ｂ）の間に、基板から酸化物層を除去する工程を備えていてもよい。基板からの酸化物層の除去は、アルゴンを用いたグロー放電によって行なっても良く、その際、基板は、７５０℃〜９５０℃、より好適には約８００℃の温度に加熱する。
【００２６】
好ましくは、工程（ｂ）には、界面層を設ける間、基板を７５０℃〜９５０℃の温度に、より好適には８００℃〜９００℃の温度に、最適には約８５０℃の温度に維持する工程
からなる。
【００２７】
好ましくは、工程（ｃ）には、超伝導層を設ける間、コーティングした基板の温度を７５０℃〜９５０℃に、より好適には８００℃〜９００℃に、最適には約８５０℃に維持する工程からなる。
【００２８】
本方法は好適には、工程（ｃ）の後に、超伝導層を酸素で処理する工程（ｄ）を備える。
本方法は好適には、工程（ｄ）の後に、コーティングした基板を冷却して基板表面を希ガス（好適にはアルゴン）を用いてパージする工程を備える。
【００２９】
本方法は好適には、、工程（ｃ）の後に、及び存在するならば工程（ｄ）の後に、コーティングした基板にコンタクト材料の層を作製する工程を備える。好適には、コンタクト材料は、銀又は銀合金である。コンタクト材料は、本発明の第１の態様に対して本明細書にすでに記載したようなものであっても良い。
【００３０】
基板又はコーティングした基板を加熱することを、基板又はコーティングした基板に電流を流すことによって行ってもよい。
本方法には、工程（ｂ）及び（ｃ）を繰り返して、複数のＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ及びＸａＢａｂＣｕｃＯｄを交互に配置した層を、基板上にコーティングしても良い。この場合、工程（ｄ）及び（ｅ）は、工程（ｂ）及び（ｃ）の繰り返しを行なった後で、好適には、工程（ｂ）及び（ｃ）の繰り返しをすべて行なった後で、行なってもよい。
【００３１】
したがって、本発明の第２の態様の方法の好適な実施形態では、本方法は、（ａ）基板を設ける工程と、（ｂ）ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの層を作製する工程と、（ｃ）ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの層をＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ層の上に作製する工程と、（ｄ）工程（ｂ）及び（ｃ）を、少なくともさらにもう１回繰り返す工程と、（ｅ）コーティングした基板にコンタクト層をコーティングする工程と、を含む。
【００３２】
各ＸａＢａｂＣｕｃＯｄ層は、その上にＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの層を設ける前に、酸素で処理しても良い。
好適には、本方法は、圧力が少なくとも１Ｐａ、より好ましくは少なくとも１．５Ｐａ、最も好ましくは少なくとも２Ｐａの状態で行なう。
【００３３】
本発明の第３の態様によれば、本発明の第２の態様の方法によって製造される本発明の第１の態様の超伝導材料が提供される。
超伝導材料は、たとえば、超伝導のワイヤ、テープなどを備えていてもよい。
【００３４】
好適には、超伝導材料の全体の厚さが、厚膜を設ける場合に実質的に１００μｍを超えず、ワイヤ及びテープの場合に１５μｍを超えない。好適には、超伝導材料の全体の厚さは、少なくとも１００ｎｍである。
【００３５】
本発明をより良好に理解するために、及び本発明の実施形態をどのように実施するかを示すために、次に、本発明の種々の態様について、添付の図１を用いて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
最初に図１を参照する。
図１に第１の実施形態の超伝導材料２を例示する。超伝導材料２は、基板４と、その上に配置された界面層６とを含む。超伝導層８が界面層６上に成長させてあり、コンタクト層１０が超伝導層８上にコーティングされている。
【００３７】
基板２は、純ニッケル製のワイヤ／テープからなる。純ニッケル製のワイヤ／テープは好適には、圧延成形及び熱処理されて、所望の配向された立方晶を表面上に形成しているが、必ずしも圧延されてはいない。ニッケル・ワイヤは、厚さがほぼ１００μｍである。界面層はＹ２Ｂａ４ＣｕＡｇＯ（Ｙ２４１１材料）からなる。界面層は厚さが１００ｎｍである。Ｙ２４１１材料は、総合研究センタ（ケンブリッジ）で合成された。その合成は、Ｙ２Ｏ３、ＢａＣｕ３、ＣｕＯ、Ａｇ２Ｏを所要のモル比で混合した後に、９００℃で１２時間、９５０℃で１２時間、１０００℃で１２時間焼成し、途中でグラインディング／ミリング操作を行なうことによって、行なった。相純度を、Ｘ線回折技術によってチェックした。
【００３８】
超伝導層８はＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ（Ｙ１２３材料）からなり、厚さが１μｍの層からなる。Ｙ１２３材料は、総合研究センタ（ケンブリッジ）から供給された。その合成は、Ｙ２Ｏ３、ＢａＣｕ３、ＣｕＯの粉末を所要のモル比で混合した後に、８８０℃で１２時間、９００℃で１２時間、９２０℃で１２時間で焼成することによって行なった。
【００３９】
コンタクト層１０には銀が含まれ、厚さが１０μｍである。
超伝導ワイヤ２は、以下のように製造した。
ニッケル基板４を脱脂して、わずかな量の炭化水素も除去した。基板表面上に存在するわずかなニッケル酸化物も、アルゴン・ガスを用いて圧力２Ｐａ、温度がほぼ８００℃で発生させたグロー放電によって除去した。
【００４０】
そしてニッケル基板２に、厚さ１０ｎｍのＹ２４１１層６をスパッタ・コーティングして、Ｙ１２３超伝導層８を成長させるための苗床及びＹ１２３に対する拡散障壁（基板２によるその汚染を防止する）としての機能を果たすようにした。Ｙ２４１１界面層６のスパッタ・コーティングは、圧力が２Ｐａ及び温度がほぼ８５０℃で行なった。ティア・コーティングス社（英国）によって設計及び開発された非平衡クローズド・フィールド・マグネトロン・スパッタリング機器を用いた。そして界面層６に、８５０℃において、Ｙ１２３の層８を、酸素リッチな環境においてコーティングした。こうして、得られたＹ１２３コーティングは酸素で処理されていた。Ｙ１２３層８の結晶形成を可能にするために、温度としてほぼ８５０℃を維持した。
【００４１】
コーティングした基板２を次に、５００℃まで冷却して、アルゴン・ガスを用いて圧力がほぼ２Ｐａの状態でパージした。そしてＹ１２３超伝導層８に銀の層をコーティングして、コンタクト層１０を形成し、プロセスを終了した。得られた超伝導ワイヤ２を次に、室温まで冷却した。
【００４２】
代替的な実施形態では、Ｙ１２３超伝導層８をＹ２４１１界面層６上にコーティングした後で、さらにＹ２４１１界面層６（好ましくは１０ｎｍ厚）とＹ１２３超伝導層８（好ましくは１ｎｍ厚）との交互の層を、加えても良い。これは好適には、Ｙ１２３とＹ２４１１のすべての層を合わせた全体の厚さが１０μｍになるまで行なう。各Ｙ１２３超伝導層８は、Ｙ２４１１界面層６によってコーティングする前に、前述したように酸素で処理する。
【００４３】
代替的な実施形態では、基板４、界面層６、及び超伝導層８に用いる材料は、必要に応じて変更しても良い。たとえば、Ｙ２Ｂａ４ＣｕＡｇＯ界面層６の代わりに、ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ材料を用いても良い。ここで、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又はＩＩＩＢ族の希土類元素から選択され、及びＬは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．
１〜１であり、及びｚは２〜１６である。同様に、超伝導層８材料ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏの代わりに、ＸａＢａｂＣｕｃＯｄを用いても良い。ここで、ｘは、イットリウム、ネオジウム、又はＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４、ｂは１〜６、ｃは０．１〜４、及びｄは２〜２２である。基板４としては、たとえば、ニッケル合金たとえばニッケル銅合金、銀基板、又は銀合金基板が用いられてもよい。超伝導層８には、非超伝導材料（特にＹ２４１１材料）のピン止め中心が含まれていてもよい。
【００４４】
異なる超伝導特性及び特徴が超伝導材料２において生じるように、層４，６，８，１０のそれぞれの厚さを必要に応じて調整しても良い。超伝導材料２の物理的な形状は、たとえば薄膜、ワイヤ、シート、又はテープであっても良い。
【００４５】
本出願に関連して本明細書と同時に又は以前に出願され、本明細書とともに公衆の便覧に公開されているすべての論文及び文献を参照し、このような論文及び文献はすべて、その内容が本明細書において参照により取り入れられている。
【００４６】
本明細書（任意の添付の請求項、要約、及び図面を含む）で開示されるすべての特徴、及び／又は同様に開示される任意の方法又はプロセスのすべての工程は、このような特徴及び／又は工程の少なくとも一部が互いに相容れない組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせても良い。
【００４７】
本明細書（任意の添付の請求項、要約、及び図面を含む）で開示される各特徴を、特にことわらない限り、同じ、同等、又は類似の目的を満たす代替的な特徴と取り替えても良い。したがって、特にことわらない限り、開示される各特徴は、同等又は類似の特徴の包括的な組の１つの例に過ぎない。
【００４８】
本発明は、前述の実施形態の詳細に限定されない。本発明は、本明細書（任意の添付の請求項、要約、及び図面を含む）で開示される特徴の任意の新しい１つ又は任意の新しい組み合わせに及ぶか、又は同様に開示される任意の方法又はプロセスの工程の任意の新しい１つ又は任意の新しい組み合わせに及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第２の態様の方法によって製造される本発明の第１の態様の超伝導材料を例示する断面図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板と、
（ｂ）前記基板上の界面層と、前記界面層は、化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの材料からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６であることと、
（ｃ）界面層上の超伝導層と、前記超伝導層は、化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２
２であることとからなる超伝導材料。
【請求項２】
Ｘはイットリウム又はネオジウムである請求項１に記載の材料。
【請求項３】
ｗは２、３、又は４であり、ｘは２、３、又は４であり、ｙは０．１〜４であり、ｔは０．５〜１であり、ｚは４〜１５であり、ａは１、２、又は３であり、ｂは２〜４であり、ｃは０．５〜４であり、及びｄは３〜２０である、請求項１又は２に記載の材料。
【請求項４】
Ｌは、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｅから選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
【請求項５】
基板はニッケル、銀、又はこれらの任意の組み合わせからなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の材料。
【請求項６】
基板の厚さは１０μｍ〜２００μｍ、界面層の厚さは１０ｎｍ〜８００μｍ、及び超伝導層の厚さは２５０ｎｍ〜１００μｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の材料。
【請求項７】
超伝導層は化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなり、前記化合物は、化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚのドーパントを含有し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｗ，ｘ，ｙ，ｔ，ｚは請求項１に記載の通りであり、Ｘ，Ｌは請求項１に記載の通りである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の材料。
【請求項８】
超伝導層は化学式ＸＢａ２Ｃｕ３Ｏの化合物からなり、前記材料は、化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯｚの化合物からなるドーパント・ピン止め中心を含有する請求項７に記載の材料。
【請求項９】
超伝導層に設けられたコンタクト層が存在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の材料。
【請求項１０】
複数の交互に配置された界面層及び超伝導層が存在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の材料。
【請求項１１】
（ａ）基板を設ける工程と、
（ｂ）化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの化合物層を作製するための化合物層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素
であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６である、化合物層作製工程と、
（ｃ）化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの超伝導材料層を作製するための超伝導材料層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２２である、超伝導材料層作製工程とからなる、超伝導材料の製造方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）で作製する界面層と工程（ｃ）で作製する超伝導層とは、請求項１〜１０のいずれか一項に記載された性質を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ａ）と工程（ｂ）の間にて、基板から酸化物層を除去する工程を有する、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）は、基板を７５０℃〜９５０℃の温度に維持する工程からなり、工程（ｃ）は、コーティングした基板の温度を７５０℃〜９５０℃に維持する工程からなる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｃ）の後に、超伝導層を酸素で処理する工程（ｄ）をさらに備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｃ）の後に、及び存在するならば工程（ｄ）の後に、コーティングした基板にコンタクト材料の層を作製する工程をさらに備える、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
（ａ）基板を設ける工程と、
（ｂ）ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの層を作製する工程と、
（ｃ）ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの層をＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ層上に作製する工程と、
（ｄ）工程（ｂ），（ｃ）を、少なくともさらにもう１回繰り返す工程と、
（ｅ）コーティングした前記基板にコンタクト層をコーティングする工程とを備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法によって製造され、請求項１〜１０のいずれか一項に記載される性質を有する、超伝導材料。
【請求項１】
（ａ）基板と、
（ｂ）前記基板上の界面層と、前記界面層は、化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの材料からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６であることと、
（ｃ）界面層上の超伝導層と、前記超伝導層は、化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなり、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２
２であることとからなる超伝導材料。
【請求項２】
Ｘはイットリウム又はネオジウムである請求項１に記載の材料。
【請求項３】
ｗは２、３、又は４であり、ｘは２、３、又は４であり、ｙは０．１〜４であり、ｔは０．５〜１であり、ｚは４〜１５であり、ａは１、２、又は３であり、ｂは２〜４であり、ｃは０．５〜４であり、及びｄは３〜２０である、請求項１又は２に記載の材料。
【請求項４】
Ｌは、Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｇ，Ｂｉ，Ｃｅから選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の材料。
【請求項５】
基板はニッケル、銀、又はこれらの任意の組み合わせからなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の材料。
【請求項６】
基板の厚さは１０μｍ〜２００μｍ、界面層の厚さは１０ｎｍ〜８００μｍ、及び超伝導層の厚さは２５０ｎｍ〜１００μｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の材料。
【請求項７】
超伝導層は化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの化合物からなり、前記化合物は、化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚのドーパントを含有し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｗ，ｘ，ｙ，ｔ，ｚは請求項１に記載の通りであり、Ｘ，Ｌは請求項１に記載の通りである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の材料。
【請求項８】
超伝導層は化学式ＸＢａ２Ｃｕ３Ｏの化合物からなり、前記材料は、化学式Ｘ２Ｂａ４ＣｕＬＯｚの化合物からなるドーパント・ピン止め中心を含有する請求項７に記載の材料。
【請求項９】
超伝導層に設けられたコンタクト層が存在する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の材料。
【請求項１０】
複数の交互に配置された界面層及び超伝導層が存在する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の材料。
【請求項１１】
（ａ）基板を設ける工程と、
（ｂ）化学式ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの化合物層を作製するための化合物層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つから選択され、Ｌは、Ｕ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｒｕ，Ｃｅから選択される１つ又は複数の元素
であり、ｗは２〜４であり、ｘは２〜４であり、ｙは０〜４であり、ｔは０．１〜１であり、及びｚは２〜１６である、化合物層作製工程と、
（ｃ）化学式ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの超伝導材料層を作製するための超伝導材料層作製工程であって、Ｘは、イットリウム、ネオジウム、又は周期表ＩＩＩＢ族の希土類元素の１つであり、ａは１〜４であり、ｂは１〜６であり、ｃは０．１〜４であり、及びｄは２〜２２である、超伝導材料層作製工程とからなる、超伝導材料の製造方法。
【請求項１２】
工程（ｂ）で作製する界面層と工程（ｃ）で作製する超伝導層とは、請求項１〜１０のいずれか一項に記載された性質を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
工程（ａ）と工程（ｂ）の間にて、基板から酸化物層を除去する工程を有する、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）は、基板を７５０℃〜９５０℃の温度に維持する工程からなり、工程（ｃ）は、コーティングした基板の温度を７５０℃〜９５０℃に維持する工程からなる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程（ｃ）の後に、超伝導層を酸素で処理する工程（ｄ）をさらに備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
工程（ｃ）の後に、及び存在するならば工程（ｄ）の後に、コーティングした基板にコンタクト材料の層を作製する工程をさらに備える、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
（ａ）基板を設ける工程と、
（ｂ）ＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚの層を作製する工程と、
（ｃ）ＸａＢａｂＣｕｃＯｄの層をＸｗＢａｘＣｕｙＬｔＯｚ層上に作製する工程と、
（ｄ）工程（ｂ），（ｃ）を、少なくともさらにもう１回繰り返す工程と、
（ｅ）コーティングした前記基板にコンタクト層をコーティングする工程とを備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法によって製造され、請求項１〜１０のいずれか一項に記載される性質を有する、超伝導材料。
【図１】
【公表番号】特表２００９−５０１４１４（Ｐ２００９−５０１４１４Ａ）
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２０９５１（Ｐ２００８−５２０９５１）
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００２５９１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００７１０４
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（５０５４５６１５９）
【氏名又は名称原語表記】ＴＡＲＲＡＮＴ，Ｃｏｌｉｎ Ｄａｖｉｄ
【出願人】（５０５４５６１６０）
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ，Ｋｅｌｖｉｎ Ｒｏｂｅｒｔ
【出願人】（５０８０１１９０２）
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＤＷＥＬＬ，Ｄａｖｉｄ Ａｎｔｈｏｎｙ
【出願人】（５０８０１１９１３）
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＢＵ，Ｎａｄｅｎｄｌａ Ｈａｒｉ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／００２５９１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００７１０４
【国際公開日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【出願人】（５０５４５６１５９）
【氏名又は名称原語表記】ＴＡＲＲＡＮＴ，Ｃｏｌｉｎ Ｄａｖｉｄ
【出願人】（５０５４５６１６０）
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ，Ｋｅｌｖｉｎ Ｒｏｂｅｒｔ
【出願人】（５０８０１１９０２）
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＲＤＷＥＬＬ，Ｄａｖｉｄ Ａｎｔｈｏｎｙ
【出願人】（５０８０１１９１３）
【氏名又は名称原語表記】ＢＡＢＵ，Ｎａｄｅｎｄｌａ Ｈａｒｉ
【Ｆターム（参考）】
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