酸化物超電導導体とその製造方法
【課題】配向中間層の形成による基材の反りかえりを低コストで防止し得る酸化物超電導導体とその製造方法の提供。
【解決手段】テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体において、前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体。
【解決手段】テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体において、前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導電力ケーブル、超電導マグネット、超電導エネルギー貯蔵装置、超電導発電装置、医療用ＭＲＩ装置、超電導電流リードなどの分野への応用開発が進められている酸化物超電導導体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実用的な超電導導体として酸化物超電導体を使用するためには、基材上に、結晶配向性の良好な酸化物超電導体の薄膜を成膜する必要がある。一般には、金属基材そのものが多結晶であり、その結晶構造も酸化物超電導体と大きく異なるために、金属基材上に結晶配向性の良好な酸化物超電導体の薄膜を直接成膜することは難しい。そこで、表面を平滑にしたテープ状の基材上に、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層を成膜し、この配向中間層上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ系の酸化物超電導体の薄膜を成膜する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２及び非特許文献１参照。）。
【０００３】
この配向中間層は、その結晶粒が予めｃ軸配向し、ａ軸とｂ軸においても配向するようにイオンビームアシストスパッタリング法（以下、ＩＢＡＤ法と記す。）により成膜されており、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ系の酸化物超電導体の薄膜における各結晶軸、ｃ軸とａ軸とｂ軸も配向中間層の結晶に整合するようにエピタキシャル成長して結晶化し、これにより結晶配向性の良好なＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ系の酸化物超電導体の薄膜を得ることができる。
【特許文献１】特開平９−１２０７１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３６７４２号公報
【非特許文献１】飯島康裕、柿本一臣、斎藤隆、加藤丈晴、平山司：日本金属学会誌、６６巻５号、５２８（２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、テーブ状の基材の一方の面側に、前述したＩＢＡＤ法によってイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などからなる配向中間層を成膜すると、成膜中に大きな圧縮内部応力が入り、テープ基材が配向中間層成膜面を凸にして反りかえり、成膜後に配向中間層が剥離し易くなる問題があった。その結果、酸化物超電導導体製造プロセスの歩留まりが悪化するとともに、得られた酸化物超電導導体の加工性に悪影響を与えている。
【０００５】
また、特許文献１に記載されているように、基材の両方の面に配向中間層を成膜することによって、基材の反りを防ぐ方法も提案されているが、基材の両方の面に配向中間層を成膜するために、余分な時間と製造コストがかかり、実用化し難い問題がある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、配向中間層の形成による基材の反りかえりを低コストで防止し得る酸化物超電導導体とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体において、前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体を提供する。
【０００８】
本発明の酸化物超電導導体において、前記引っ張り応力膜が湿式メッキ法で成膜された金属膜であることが好ましい。
【０００９】
本発明の酸化物超電導導体において、前記配向中間層がイオンビームアシストスパッタリング法により形成された圧縮応力を有する酸化物からなることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、テープ状の基材の面上に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を成膜する引っ張り応力膜形成工程と、
次いで、成膜室内に、前記引っ張り応力膜を成膜した基材を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させ、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層を成膜する配向中間層形成工程と、
次いで、前記配向中間層上に酸化物超電導層を形成する超電導層形成工程とを有することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の酸化物超電導導体の製造方法では、前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状の基材の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜上に前記配向中間層を形成し、この配向中間層の形成後又は酸化物超電導層の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、テープ状の基材の面上に配向中間層を介して酸化物超電導層が成膜された酸化物超電導導体の構造において、基材と配向中間層との間に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を設けたことによって、配向中間層の圧縮応力が緩和され、基材の反りかえりを最小限にすることができる。
その結果、ＩＢＡＤ法によって配向中間層を成膜する工程で、基材が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
さらに、完成した酸化物超電導導体が平坦であるため、コイル巻きやケーブル作製等の組み上げ加工時のハンドリングが非常に容易になる。湾曲したテープ状導体を加工すると、複雑な曲げ応力が働いて、膜の剥離やクラックを引き起こす場合があるが、本発明では、そのような不具合を防止することができる。
さらに、反りかえりに伴う局所歪み等による膜剥離やクラックの発生が無く、臨界電流密度（Ｊｃ）が高い高品質の酸化物超電導導体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の酸化物超電導導体の一実施形態を示す断面図である。本実施形態の酸化物超電導導体１は、テープ状基材２の一方の面上に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜３が設けられ、該引っ張り応力膜３上に、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層４が設けられ、該配向中間層４上に酸化物超電導層５が設けられた構造になっている。
【００１４】
前記テープ状基材２としては、酸化物超電導導体１の基材として十分な機械的強度と耐熱性、耐酸化性を有する金属材料からなるテープ状基材が用いられ、例えば、ハステロイ（Haynes Stellite社商品名）などを挙げることができる。このテープ状基材２の長さ、幅、厚さは、製造する酸化物超電導導体１の用途などに応じて適宜設定することができる。
【００１５】
前記引っ張り応力膜３は、本実施形態にあっては、テープ状基材２の一方の面側に湿式メッキ法により成膜されたＮｉメッキ膜になっている。この引っ張り応力膜３は、テープ状基材２に成膜した場合に、該テープ状基材２の成膜面が凹む方向の応力を有している。この引っ張り応力膜３の面上に、圧縮応力を有する配向中間層４を成膜した際、配向中間層４の持つ圧縮応力を緩和し、テープ状基材２の反りかえりを防ぐことができる。
【００１６】
これに対し、図２に示すように、引っ張り応力膜を設けずに、テープ状基材１１の一方の面上に直接配向中間層１２を成膜すると、配向中間層１２の圧縮応力によって、テープ状基材１１の成膜面が凸になるように反りかえる。図２中、符号ｒは、反りかえったテープ状基材１１の曲率半径を示す。
【００１７】
このように、引っ張り応力膜を設けず、テープ状基材１１の面上にＩＢＡＤ法によって直接配向中間層１２を成膜し、該配向中間層１２の面上に酸化物超電導層を成膜して製造される通常の酸化物超電導導体では、配向中間層１２内に強い圧縮応力がかかっており、成膜面を凸にして反りかえる傾向がある。ＩＢＡＤ法によって成膜した配向中間層１２は、テープ状基材１１上で圧縮応力膜となるが、この配向中間層１２の成膜に先だって、テープ状基材１１と配向中間層１２の間に引っ張り応力を有する薄膜（すなわち、引っ張り応力膜）を成膜しておくことができれば、テープ状基材１１に対する曲げモーメントを相殺して反りかえりを緩和することが可能である。
【００１８】
一般に、ＩＢＡＤ法で広く用いられている比較的高真空域でのスパッタリング蒸着においては、形成される膜に圧縮応力が入りやすい。これに対し、湿式メッキ法で成膜する金属膜などにおいては、逆に引っ張り応力が入りやすい。これは、薄膜成長初期の島状成長において表面張力等が影響していると考えられている。
【００１９】
なお、本発明において、引っ張り応力膜３は、前述したＮｉメッキ膜に限定されず、他の金属メッキ膜、例えば、金メッキ膜、銀メッキ膜、銅メッキ膜、クロムメッキ膜などでも良い。また引っ張り応力膜３は、熱膨張率がテープ状基材２の金属よりも大きな材料からなる膜を加熱成膜することにより得られるので、耐熱性のある金属、酸化物、窒化物等でテープ状基材２の金属材料よりも大きな熱膨張率を持った膜をスパッタリング法等で成膜することもできる。
【００２０】
図１に示す本実施形態において、引っ張り応力膜３上には、結晶配向性に優れた配向中間層４が成膜される。この配向中間層４は、スパッタ装置により配向中間層を形成する際に、スパッタリングと同時に基材成膜面の斜め方向からイオンビームを照射しながらＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＣｅＯ２、ＹＳＺなどからなる結晶配向性の優れた１層又は２層以上の配向中間層４を形成するＩＢＡＤ法によって成膜される。
【００２１】
この配向中間層４は、立方晶系の結晶構造を有する結晶の集合した微細な結晶粒が多数相互に結晶粒界を介して接合一体化されてなるものであり、各結晶粒の結晶軸のｃ軸はテープ状基材２の上面（成膜面）に対してほぼ直角に向けられ、各結晶粒の結晶軸のａ軸どうしおよびｂ軸同士は、互いに同一方向に向けられて面内配向されている。この配向中間層４の厚みは、０．１〜１．０μｍ程度とされる。配向中間層４の厚みを１．０μｍを超えて厚くしても、もはやその配向による酸化物超電導層５の超電導特性改善効果の増大は期待できず、経済的にも不利となる。一方、配向中間層４の１層当たりの厚みが０．１μｍ未満であると、薄すぎて酸化物超電導層５を十分支持できない恐れがある。この配向中間薄層４の構成材料としてはＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＣｅＯ２、ＹＳＺの他に、Ｓｍ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3等を用いることができる。
【００２２】
この配向中間層４の面上に成膜された酸化物超電導層５は、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｇｄ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｙｂ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｈｏ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘなる組成、（Ｂｉ,Ｐｂ）２Ｃａ２Ｓｒ２Ｃｕ３Ｏｘ、（Ｂｉ,Ｐｂ）２Ｃａ２Ｓｒ３Ｃｕ４Ｏｘなる組成、あるいはＴｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｔｌ１Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｔｌ１Ｂａ２Ｃａ３Ｃｕ４Ｏｘなる組成などに代表される臨界温度の高い酸化物超電導体からなるものである。この酸化物超電導層５の厚みは、０．５〜５μｍ程度で、かつ長手方向に均一な厚みとなっている。また、酸化物超電導層５の膜質は均一となっており、酸化物超電導層５の結晶のｃ軸とａ軸とｂ軸も配向中間層４の結晶に整合するようにエピタキシャル成長して結晶化しており、結晶配向性が優れたものとなっている。
【００２３】
この酸化物超電導層５の成膜方法は限定されないが、レーザ蒸着法などが好ましい。そのレーザ蒸着法に用いるレーザ光源としては特に限定されず、例えば、Ａｒ−Ｆ（１９３ｎｍ）、Ｋｒ−Ｆ（２４８ｎｍ）などのエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどのいずれのものを用いても良い。
【００２４】
本実施形態の酸化物超電導導体１は、テープ状基材２の面上に配向中間層４を介して酸化物超電導層５が成膜された酸化物超電導導体１の構造において、テープ状基材２と配向中間層４との間に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜３を設けたことによって、配向中間層４の圧縮応力が緩和され、テープ状基材２の反りかえりを最小限にすることができる。
その結果、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜する工程で、テープ状基材２が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
さらに、完成した酸化物超電導導体１が平坦であるため、コイル巻きやケーブル作製等の組み上げ加工時のハンドリングが非常に容易になる。湾曲したテープ状導体を加工すると、複雑な曲げ応力が働いて、膜の剥離やクラックを引き起こす場合があるが、本発明では、そのような不具合を防止することができる。
さらに、反りかえりに伴う局所歪み等による膜剥離やクラックの発生が無く、臨界電流密度（Ｊｃ）が高い高品質の酸化物超電導導体１を提供することができる。
【００２５】
次に、本発明の酸化物超電導導体の製造方法の一例を説明する。本例では、図１に示す構造の前記酸化物超電導導体１を製造する場合を例示する。
本製造方法では、まず、テープ状基材２の一方の面上に湿式メッキ法によって、引っ張り応力膜３となるＮｉメッキ膜を成膜し、引っ張り応力膜形成工程を行う。
【００２６】
この工程においてＮｉメッキ膜を形成するＮｉメッキ条件は、従来より公知の一般的なＮｉメッキの場合と同様の電解メッキ装置、メッキ液、温度、印加電圧及びメッキ時間によって実施可能であり、特に、長尺のテープ状基材２の表面に均一にＮｉメッキを施すことが可能な電解メッキ装置を用いることが望ましい。この工程で形成する引っ張り応力膜３の膜厚は、該引っ張り応力膜３上に成膜される配向中間層４の圧縮応力を相殺し、基材反りかえりを防止又は緩和できる厚さに設定することが望ましく、配向中間層４の膜厚やその圧縮応力の強さ等に応じて適宜設定可能であるが、通常は０．１μｍ〜２．０μｍ程度の厚さに設定され、好ましくは配向中間層４の膜厚と同程度の厚さに設定される。
【００２７】
この工程において、テープ状基材２の一方の面側のみにＮｉメッキ膜を形成するため、予めテープ状基材２の他方の面側に適当なマスキングを施しておく。このマスキングとしては、従来公知の各種マスキング材の中から適宜選択して使用でき、例えば、市販のメッキ用マスキングテープなどを用いることができる。
【００２８】
次に、引っ張り応力膜３を成膜したテープ状基材２をイオンビームアシストスパッタリング装置にセットし、その成膜室内に、引っ張り応力膜３を成膜したテープ状基材２を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させ、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層４を成膜する配向中間層形成工程を行う。
【００２９】
前述した通り、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜した場合、配向中間層４に圧縮応力が入るが、本例では引っ張り応力膜３の面上に配向中間層４を成膜することで、配向中間層４の持つ圧縮応力が緩和されるので、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜する工程で、テープ状基材２が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
【００３０】
次に、配向中間層４の成膜を終えたテープ状基材を、レーザ蒸着装置の成膜室内にセットし、基材の成膜面に対向して設けられた、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘなどの成膜するべき酸化物超電導体原料からなるターゲットにＡｒ−Ｆ、Ｋｒ−Ｆなどのエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどのいずれかのレーザ光を照射し、ターゲットから飛散した粒子を成膜面上に堆積するレーザ蒸着法によって、テープ状基材の配向中間層４上に酸化物超電導層５となるレーザ蒸着層を成膜する。
【００３１】
次に、成膜を終えたテープ状基材に熱処理を施し、酸化物超電導層５を形成することで、図１に示す構造の酸化物超電導導体が得られる。
【００３２】
また、この製造方法の他の例として、前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状基材２の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜３を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜３上に前記配向中間層４を形成し、この配向中間層４の形成後又は酸化物超電導層５の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去する方法が挙げられる。
【００３３】
このように、テープ状基材２の両方の面に引っ張り応力膜３を成膜することにより、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜する際に、テープ状基材２の両方の面に引っ張り応力が加わってテープ状基材２が反りかえらない状態から成膜を開始することができるので、より好ましい。
【実施例】
【００３４】
（試験Ｎｏ．１：比較例）
ハステロイＣ２７６製の厚さ１００μｍのテープ状基材を用意し、このテープ状基材上に、図３に示したような構成のイオンビームアシストスパッタリング装置を使用して、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。具体的には、テープ状基材２１が巻かれた基材送出ボビン２２を成膜処理容器２３内に配置し、基材送出ボビン２２からテープ状基材２１を基材ホルダ２４上に連続的に送り出し、配向中間層形成後のテープ状基材２１を基材巻取ボビン２５で巻き取れるようにセットした。ここで、ターゲット２６としては、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７を用いた。そして、このイオンビームアシストスパッタリング装置の成膜処理容器２３内部をクライオポンプ２７およびロータリーポンプ２８で真空引きして３．０×１０−４Ｔｏｒｒに減圧し、またテープ状基材２１を負に帯電させた。
【００３５】
さらに、スパッタ電圧１２００Ｖ、スパッタ電流２４０ｍＡのアルゴンイオンと酸素イオンの混合イオンビームを第一のフィラメント型イオンソース２９から発生させる際、フィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値を５０Ｖとし、一方、アシスト電圧２００Ｖ、アシスト電流１００ｍＡのアルゴンイオンと酸素イオンの混合イオンビームを第二のフィラメント型イオンソース３０から発生させる際、フィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値を５０Ｖとし、テープ状基材２１の成膜面上にターゲット２６の粒子を堆積させると同時にイオンビームを照射して成膜処理することで、テープ状基材２１の一方の面上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。ここでの第二のフィラメント型イオンソース３０から発生させる混合イオンビームの入射角度は５５度に設定した。
【００３６】
前記のように、ＩＢＡＤ法によって、テープ状基材の一方の面上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を直接成膜した場合には、図２に示すように、配向中間層の圧縮応力によってテープ状基材が反りかえる現象が見られた。この反りかえり曲率半径は、＋６０ｍｍ〜＋３００ｍｍ程度であった。結果を表１に記す。なお、反りかえり曲率半径は、図２に示す曲率半径ｒと同じ値であり、＋（プラス）側が圧縮側（図２に示す反りかえり方向）、−（マイナス）側が引っ張り側（図２と反対側に反りかえり方向）に反りかえった場合の曲率半径を示している。
【００３７】
（試験Ｎｏ．２：実施例）
テープ状基材の一方の面に、湿式Ｎｉメッキを施して、厚さ０．５μｍのＮｉ膜（引っ張り応力膜）を成膜し、その後、前記試験Ｎｏ．１と同様にして、テープ状基材のＮｉ膜上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。この場合、Ｎｉ膜を設けたことによって、テープ状基材の反りかえりが試験Ｎｏ．１の場合よりも緩和され、反りかえり曲率半径は＋５００ｍｍ〜＋１０００ｍｍ程度となった。結果を表１に記す。
【００３８】
（試験Ｎｏ．３：実施例）
テープ状基材の一方の面に、湿式Ｎｉメッキを施して、厚さ１．０μｍのＮｉ膜（引っ張り応力膜）を成膜し、その後、前記試験Ｎｏ．１と同様にして、テープ状基材のＮｉ膜上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。この場合、厚さ１μｍのＮｉ膜を設けたことによって、テープ状基材の反りかえりが相殺されて無くなった（反りかえり曲率半径±０ｍｍ）。結果を表１に記す。
【００３９】
（試験Ｎｏ．４：実施例）
テープ状基材の一方の面に、湿式Ｎｉメッキを施して、厚さ２．０μｍのＮｉ膜（引っ張り応力膜）を成膜し、その後、前記試験Ｎｏ．１と同様にして、テープ状基材のＮｉ膜上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。この場合、Ｎｉ膜の引っ張り応力の方が優勢となって、テープ状基材が−側に反りかえり、その反りかえり曲率半径は−２００ｍｍ〜−５００ｍｍ程度となった。結果を表１に記す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１から、テープ状基材と配向中間層との間に、引っ張り応力を有するＮｉ膜（引っ張り応力膜）を設けることによって、配向中間層の圧縮応力が緩和され、基材の反りかえりを無くす又は低減できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の酸化物超電導導体の一実施形態を示す断面図である。
【図２】従来の酸化物超電導導体製造においてテープ状基材に反りかえりが発生した状態を示す側面図である。
【図３】本発明の製造方法において用いるイオンビームアシストスパッタリング装置を例示する構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…酸化物超電導導体、２，１１，２１…テープ状基材、３…引っ張り応力膜、４，１２…配向中間層、５…酸化物超電導層、２２…基材送出ボビン、２３…基材送出ボビン、２４…基材ホルダ、２５…基材巻取ボビン、２６…ターゲット、２７…クライオポンプ、２８…ロータリーポンプ、２９…第一のフィラメント型イオンソース、３０…第二のフィラメント型イオンソース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導電力ケーブル、超電導マグネット、超電導エネルギー貯蔵装置、超電導発電装置、医療用ＭＲＩ装置、超電導電流リードなどの分野への応用開発が進められている酸化物超電導導体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
実用的な超電導導体として酸化物超電導体を使用するためには、基材上に、結晶配向性の良好な酸化物超電導体の薄膜を成膜する必要がある。一般には、金属基材そのものが多結晶であり、その結晶構造も酸化物超電導体と大きく異なるために、金属基材上に結晶配向性の良好な酸化物超電導体の薄膜を直接成膜することは難しい。そこで、表面を平滑にしたテープ状の基材上に、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などの多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層を成膜し、この配向中間層上にＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ系の酸化物超電導体の薄膜を成膜する技術が提案されている（例えば、特許文献１，２及び非特許文献１参照。）。
【０００３】
この配向中間層は、その結晶粒が予めｃ軸配向し、ａ軸とｂ軸においても配向するようにイオンビームアシストスパッタリング法（以下、ＩＢＡＤ法と記す。）により成膜されており、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ系の酸化物超電導体の薄膜における各結晶軸、ｃ軸とａ軸とｂ軸も配向中間層の結晶に整合するようにエピタキシャル成長して結晶化し、これにより結晶配向性の良好なＹ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ系の酸化物超電導体の薄膜を得ることができる。
【特許文献１】特開平９−１２０７１９号公報
【特許文献２】特開２００３−３６７４２号公報
【非特許文献１】飯島康裕、柿本一臣、斎藤隆、加藤丈晴、平山司：日本金属学会誌、６６巻５号、５２８（２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、テーブ状の基材の一方の面側に、前述したＩＢＡＤ法によってイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）などからなる配向中間層を成膜すると、成膜中に大きな圧縮内部応力が入り、テープ基材が配向中間層成膜面を凸にして反りかえり、成膜後に配向中間層が剥離し易くなる問題があった。その結果、酸化物超電導導体製造プロセスの歩留まりが悪化するとともに、得られた酸化物超電導導体の加工性に悪影響を与えている。
【０００５】
また、特許文献１に記載されているように、基材の両方の面に配向中間層を成膜することによって、基材の反りを防ぐ方法も提案されているが、基材の両方の面に配向中間層を成膜するために、余分な時間と製造コストがかかり、実用化し難い問題がある。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、配向中間層の形成による基材の反りかえりを低コストで防止し得る酸化物超電導導体とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体において、前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体を提供する。
【０００８】
本発明の酸化物超電導導体において、前記引っ張り応力膜が湿式メッキ法で成膜された金属膜であることが好ましい。
【０００９】
本発明の酸化物超電導導体において、前記配向中間層がイオンビームアシストスパッタリング法により形成された圧縮応力を有する酸化物からなることが好ましい。
【００１０】
また本発明は、テープ状の基材の面上に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を成膜する引っ張り応力膜形成工程と、
次いで、成膜室内に、前記引っ張り応力膜を成膜した基材を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させ、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層を成膜する配向中間層形成工程と、
次いで、前記配向中間層上に酸化物超電導層を形成する超電導層形成工程とを有することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の酸化物超電導導体の製造方法では、前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状の基材の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜上に前記配向中間層を形成し、この配向中間層の形成後又は酸化物超電導層の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、テープ状の基材の面上に配向中間層を介して酸化物超電導層が成膜された酸化物超電導導体の構造において、基材と配向中間層との間に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を設けたことによって、配向中間層の圧縮応力が緩和され、基材の反りかえりを最小限にすることができる。
その結果、ＩＢＡＤ法によって配向中間層を成膜する工程で、基材が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
さらに、完成した酸化物超電導導体が平坦であるため、コイル巻きやケーブル作製等の組み上げ加工時のハンドリングが非常に容易になる。湾曲したテープ状導体を加工すると、複雑な曲げ応力が働いて、膜の剥離やクラックを引き起こす場合があるが、本発明では、そのような不具合を防止することができる。
さらに、反りかえりに伴う局所歪み等による膜剥離やクラックの発生が無く、臨界電流密度（Ｊｃ）が高い高品質の酸化物超電導導体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の酸化物超電導導体の一実施形態を示す断面図である。本実施形態の酸化物超電導導体１は、テープ状基材２の一方の面上に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜３が設けられ、該引っ張り応力膜３上に、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層４が設けられ、該配向中間層４上に酸化物超電導層５が設けられた構造になっている。
【００１４】
前記テープ状基材２としては、酸化物超電導導体１の基材として十分な機械的強度と耐熱性、耐酸化性を有する金属材料からなるテープ状基材が用いられ、例えば、ハステロイ（Haynes Stellite社商品名）などを挙げることができる。このテープ状基材２の長さ、幅、厚さは、製造する酸化物超電導導体１の用途などに応じて適宜設定することができる。
【００１５】
前記引っ張り応力膜３は、本実施形態にあっては、テープ状基材２の一方の面側に湿式メッキ法により成膜されたＮｉメッキ膜になっている。この引っ張り応力膜３は、テープ状基材２に成膜した場合に、該テープ状基材２の成膜面が凹む方向の応力を有している。この引っ張り応力膜３の面上に、圧縮応力を有する配向中間層４を成膜した際、配向中間層４の持つ圧縮応力を緩和し、テープ状基材２の反りかえりを防ぐことができる。
【００１６】
これに対し、図２に示すように、引っ張り応力膜を設けずに、テープ状基材１１の一方の面上に直接配向中間層１２を成膜すると、配向中間層１２の圧縮応力によって、テープ状基材１１の成膜面が凸になるように反りかえる。図２中、符号ｒは、反りかえったテープ状基材１１の曲率半径を示す。
【００１７】
このように、引っ張り応力膜を設けず、テープ状基材１１の面上にＩＢＡＤ法によって直接配向中間層１２を成膜し、該配向中間層１２の面上に酸化物超電導層を成膜して製造される通常の酸化物超電導導体では、配向中間層１２内に強い圧縮応力がかかっており、成膜面を凸にして反りかえる傾向がある。ＩＢＡＤ法によって成膜した配向中間層１２は、テープ状基材１１上で圧縮応力膜となるが、この配向中間層１２の成膜に先だって、テープ状基材１１と配向中間層１２の間に引っ張り応力を有する薄膜（すなわち、引っ張り応力膜）を成膜しておくことができれば、テープ状基材１１に対する曲げモーメントを相殺して反りかえりを緩和することが可能である。
【００１８】
一般に、ＩＢＡＤ法で広く用いられている比較的高真空域でのスパッタリング蒸着においては、形成される膜に圧縮応力が入りやすい。これに対し、湿式メッキ法で成膜する金属膜などにおいては、逆に引っ張り応力が入りやすい。これは、薄膜成長初期の島状成長において表面張力等が影響していると考えられている。
【００１９】
なお、本発明において、引っ張り応力膜３は、前述したＮｉメッキ膜に限定されず、他の金属メッキ膜、例えば、金メッキ膜、銀メッキ膜、銅メッキ膜、クロムメッキ膜などでも良い。また引っ張り応力膜３は、熱膨張率がテープ状基材２の金属よりも大きな材料からなる膜を加熱成膜することにより得られるので、耐熱性のある金属、酸化物、窒化物等でテープ状基材２の金属材料よりも大きな熱膨張率を持った膜をスパッタリング法等で成膜することもできる。
【００２０】
図１に示す本実施形態において、引っ張り応力膜３上には、結晶配向性に優れた配向中間層４が成膜される。この配向中間層４は、スパッタ装置により配向中間層を形成する際に、スパッタリングと同時に基材成膜面の斜め方向からイオンビームを照射しながらＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＣｅＯ２、ＹＳＺなどからなる結晶配向性の優れた１層又は２層以上の配向中間層４を形成するＩＢＡＤ法によって成膜される。
【００２１】
この配向中間層４は、立方晶系の結晶構造を有する結晶の集合した微細な結晶粒が多数相互に結晶粒界を介して接合一体化されてなるものであり、各結晶粒の結晶軸のｃ軸はテープ状基材２の上面（成膜面）に対してほぼ直角に向けられ、各結晶粒の結晶軸のａ軸どうしおよびｂ軸同士は、互いに同一方向に向けられて面内配向されている。この配向中間層４の厚みは、０．１〜１．０μｍ程度とされる。配向中間層４の厚みを１．０μｍを超えて厚くしても、もはやその配向による酸化物超電導層５の超電導特性改善効果の増大は期待できず、経済的にも不利となる。一方、配向中間層４の１層当たりの厚みが０．１μｍ未満であると、薄すぎて酸化物超電導層５を十分支持できない恐れがある。この配向中間薄層４の構成材料としてはＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７、ＣｅＯ２、ＹＳＺの他に、Ｓｍ２Ｚｒ２Ｏ７、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ3等を用いることができる。
【００２２】
この配向中間層４の面上に成膜された酸化物超電導層５は、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｇｄ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｙｂ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｈｏ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘなる組成、（Ｂｉ,Ｐｂ）２Ｃａ２Ｓｒ２Ｃｕ３Ｏｘ、（Ｂｉ,Ｐｂ）２Ｃａ２Ｓｒ３Ｃｕ４Ｏｘなる組成、あるいはＴｌ２Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｔｌ１Ｂａ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｘ、Ｔｌ１Ｂａ２Ｃａ３Ｃｕ４Ｏｘなる組成などに代表される臨界温度の高い酸化物超電導体からなるものである。この酸化物超電導層５の厚みは、０．５〜５μｍ程度で、かつ長手方向に均一な厚みとなっている。また、酸化物超電導層５の膜質は均一となっており、酸化物超電導層５の結晶のｃ軸とａ軸とｂ軸も配向中間層４の結晶に整合するようにエピタキシャル成長して結晶化しており、結晶配向性が優れたものとなっている。
【００２３】
この酸化物超電導層５の成膜方法は限定されないが、レーザ蒸着法などが好ましい。そのレーザ蒸着法に用いるレーザ光源としては特に限定されず、例えば、Ａｒ−Ｆ（１９３ｎｍ）、Ｋｒ−Ｆ（２４８ｎｍ）などのエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどのいずれのものを用いても良い。
【００２４】
本実施形態の酸化物超電導導体１は、テープ状基材２の面上に配向中間層４を介して酸化物超電導層５が成膜された酸化物超電導導体１の構造において、テープ状基材２と配向中間層４との間に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜３を設けたことによって、配向中間層４の圧縮応力が緩和され、テープ状基材２の反りかえりを最小限にすることができる。
その結果、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜する工程で、テープ状基材２が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
さらに、完成した酸化物超電導導体１が平坦であるため、コイル巻きやケーブル作製等の組み上げ加工時のハンドリングが非常に容易になる。湾曲したテープ状導体を加工すると、複雑な曲げ応力が働いて、膜の剥離やクラックを引き起こす場合があるが、本発明では、そのような不具合を防止することができる。
さらに、反りかえりに伴う局所歪み等による膜剥離やクラックの発生が無く、臨界電流密度（Ｊｃ）が高い高品質の酸化物超電導導体１を提供することができる。
【００２５】
次に、本発明の酸化物超電導導体の製造方法の一例を説明する。本例では、図１に示す構造の前記酸化物超電導導体１を製造する場合を例示する。
本製造方法では、まず、テープ状基材２の一方の面上に湿式メッキ法によって、引っ張り応力膜３となるＮｉメッキ膜を成膜し、引っ張り応力膜形成工程を行う。
【００２６】
この工程においてＮｉメッキ膜を形成するＮｉメッキ条件は、従来より公知の一般的なＮｉメッキの場合と同様の電解メッキ装置、メッキ液、温度、印加電圧及びメッキ時間によって実施可能であり、特に、長尺のテープ状基材２の表面に均一にＮｉメッキを施すことが可能な電解メッキ装置を用いることが望ましい。この工程で形成する引っ張り応力膜３の膜厚は、該引っ張り応力膜３上に成膜される配向中間層４の圧縮応力を相殺し、基材反りかえりを防止又は緩和できる厚さに設定することが望ましく、配向中間層４の膜厚やその圧縮応力の強さ等に応じて適宜設定可能であるが、通常は０．１μｍ〜２．０μｍ程度の厚さに設定され、好ましくは配向中間層４の膜厚と同程度の厚さに設定される。
【００２７】
この工程において、テープ状基材２の一方の面側のみにＮｉメッキ膜を形成するため、予めテープ状基材２の他方の面側に適当なマスキングを施しておく。このマスキングとしては、従来公知の各種マスキング材の中から適宜選択して使用でき、例えば、市販のメッキ用マスキングテープなどを用いることができる。
【００２８】
次に、引っ張り応力膜３を成膜したテープ状基材２をイオンビームアシストスパッタリング装置にセットし、その成膜室内に、引っ張り応力膜３を成膜したテープ状基材２を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させ、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層４を成膜する配向中間層形成工程を行う。
【００２９】
前述した通り、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜した場合、配向中間層４に圧縮応力が入るが、本例では引っ張り応力膜３の面上に配向中間層４を成膜することで、配向中間層４の持つ圧縮応力が緩和されるので、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜する工程で、テープ状基材２が反りかえることによる成膜プロセス上の悪影響を無くし、歩留まり向上と作業効率の向上を図ることができる。
【００３０】
次に、配向中間層４の成膜を終えたテープ状基材を、レーザ蒸着装置の成膜室内にセットし、基材の成膜面に対向して設けられた、Ｙ１Ｂａ２Ｃｕ３Ｏｘなどの成膜するべき酸化物超電導体原料からなるターゲットにＡｒ−Ｆ、Ｋｒ−Ｆなどのエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザなどのいずれかのレーザ光を照射し、ターゲットから飛散した粒子を成膜面上に堆積するレーザ蒸着法によって、テープ状基材の配向中間層４上に酸化物超電導層５となるレーザ蒸着層を成膜する。
【００３１】
次に、成膜を終えたテープ状基材に熱処理を施し、酸化物超電導層５を形成することで、図１に示す構造の酸化物超電導導体が得られる。
【００３２】
また、この製造方法の他の例として、前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状基材２の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜３を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜３上に前記配向中間層４を形成し、この配向中間層４の形成後又は酸化物超電導層５の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去する方法が挙げられる。
【００３３】
このように、テープ状基材２の両方の面に引っ張り応力膜３を成膜することにより、ＩＢＡＤ法によって配向中間層４を成膜する際に、テープ状基材２の両方の面に引っ張り応力が加わってテープ状基材２が反りかえらない状態から成膜を開始することができるので、より好ましい。
【実施例】
【００３４】
（試験Ｎｏ．１：比較例）
ハステロイＣ２７６製の厚さ１００μｍのテープ状基材を用意し、このテープ状基材上に、図３に示したような構成のイオンビームアシストスパッタリング装置を使用して、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。具体的には、テープ状基材２１が巻かれた基材送出ボビン２２を成膜処理容器２３内に配置し、基材送出ボビン２２からテープ状基材２１を基材ホルダ２４上に連続的に送り出し、配向中間層形成後のテープ状基材２１を基材巻取ボビン２５で巻き取れるようにセットした。ここで、ターゲット２６としては、Ｇｄ２Ｚｒ２Ｏ７を用いた。そして、このイオンビームアシストスパッタリング装置の成膜処理容器２３内部をクライオポンプ２７およびロータリーポンプ２８で真空引きして３．０×１０−４Ｔｏｒｒに減圧し、またテープ状基材２１を負に帯電させた。
【００３５】
さらに、スパッタ電圧１２００Ｖ、スパッタ電流２４０ｍＡのアルゴンイオンと酸素イオンの混合イオンビームを第一のフィラメント型イオンソース２９から発生させる際、フィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値を５０Ｖとし、一方、アシスト電圧２００Ｖ、アシスト電流１００ｍＡのアルゴンイオンと酸素イオンの混合イオンビームを第二のフィラメント型イオンソース３０から発生させる際、フィラメントとアノード間に印加するイオン化電圧値を５０Ｖとし、テープ状基材２１の成膜面上にターゲット２６の粒子を堆積させると同時にイオンビームを照射して成膜処理することで、テープ状基材２１の一方の面上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。ここでの第二のフィラメント型イオンソース３０から発生させる混合イオンビームの入射角度は５５度に設定した。
【００３６】
前記のように、ＩＢＡＤ法によって、テープ状基材の一方の面上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を直接成膜した場合には、図２に示すように、配向中間層の圧縮応力によってテープ状基材が反りかえる現象が見られた。この反りかえり曲率半径は、＋６０ｍｍ〜＋３００ｍｍ程度であった。結果を表１に記す。なお、反りかえり曲率半径は、図２に示す曲率半径ｒと同じ値であり、＋（プラス）側が圧縮側（図２に示す反りかえり方向）、−（マイナス）側が引っ張り側（図２と反対側に反りかえり方向）に反りかえった場合の曲率半径を示している。
【００３７】
（試験Ｎｏ．２：実施例）
テープ状基材の一方の面に、湿式Ｎｉメッキを施して、厚さ０．５μｍのＮｉ膜（引っ張り応力膜）を成膜し、その後、前記試験Ｎｏ．１と同様にして、テープ状基材のＮｉ膜上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。この場合、Ｎｉ膜を設けたことによって、テープ状基材の反りかえりが試験Ｎｏ．１の場合よりも緩和され、反りかえり曲率半径は＋５００ｍｍ〜＋１０００ｍｍ程度となった。結果を表１に記す。
【００３８】
（試験Ｎｏ．３：実施例）
テープ状基材の一方の面に、湿式Ｎｉメッキを施して、厚さ１．０μｍのＮｉ膜（引っ張り応力膜）を成膜し、その後、前記試験Ｎｏ．１と同様にして、テープ状基材のＮｉ膜上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。この場合、厚さ１μｍのＮｉ膜を設けたことによって、テープ状基材の反りかえりが相殺されて無くなった（反りかえり曲率半径±０ｍｍ）。結果を表１に記す。
【００３９】
（試験Ｎｏ．４：実施例）
テープ状基材の一方の面に、湿式Ｎｉメッキを施して、厚さ２．０μｍのＮｉ膜（引っ張り応力膜）を成膜し、その後、前記試験Ｎｏ．１と同様にして、テープ状基材のＮｉ膜上にＧｄ２Ｚｒ２Ｏ７からなる厚さ１μｍの配向中間層を成膜した。この場合、Ｎｉ膜の引っ張り応力の方が優勢となって、テープ状基材が−側に反りかえり、その反りかえり曲率半径は−２００ｍｍ〜−５００ｍｍ程度となった。結果を表１に記す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１から、テープ状基材と配向中間層との間に、引っ張り応力を有するＮｉ膜（引っ張り応力膜）を設けることによって、配向中間層の圧縮応力が緩和され、基材の反りかえりを無くす又は低減できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の酸化物超電導導体の一実施形態を示す断面図である。
【図２】従来の酸化物超電導導体製造においてテープ状基材に反りかえりが発生した状態を示す側面図である。
【図３】本発明の製造方法において用いるイオンビームアシストスパッタリング装置を例示する構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…酸化物超電導導体、２，１１，２１…テープ状基材、３…引っ張り応力膜、４，１２…配向中間層、５…酸化物超電導層、２２…基材送出ボビン、２３…基材送出ボビン、２４…基材ホルダ、２５…基材巻取ボビン、２６…ターゲット、２７…クライオポンプ、２８…ロータリーポンプ、２９…第一のフィラメント型イオンソース、３０…第二のフィラメント型イオンソース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体において、
前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項２】
前記引っ張り応力膜が湿式メッキ法で成膜された金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導導体。
【請求項３】
前記配向中間層がイオンビームアシストスパッタリング法により形成された圧縮応力を有する酸化物からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導導体。
【請求項４】
テープ状の基材の面上に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を成膜する引っ張り応力膜形成工程と、
次いで、成膜室内に、前記引っ張り応力膜を成膜した基材を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させ、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層を成膜する配向中間層形成工程と、
次いで、前記配向中間層上に酸化物超電導層を形成する超電導層形成工程とを有することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項５】
前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状の基材の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜上に前記配向中間層を形成し、この配向中間層の形成後又は酸化物超電導層の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去することを特徴とする請求項４に記載の酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項１】
テープ状の基材と、この基材の一方の面上に形成されて多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層と、該配向中間層上に形成された酸化物超電導層とを有する酸化物超電導導体において、
前記基材と前記配向中間層との間に、引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜が設けられたことを特徴とする酸化物超電導導体。
【請求項２】
前記引っ張り応力膜が湿式メッキ法で成膜された金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の酸化物超電導導体。
【請求項３】
前記配向中間層がイオンビームアシストスパッタリング法により形成された圧縮応力を有する酸化物からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の酸化物超電導導体。
【請求項４】
テープ状の基材の面上に引っ張り応力を有する薄膜からなる引っ張り応力膜を成膜する引っ張り応力膜形成工程と、
次いで、成膜室内に、前記引っ張り応力膜を成膜した基材を送り込み、イオンソースが発生させたイオンビームを基材の成膜面の法線に対して斜め方向から照射するとともにターゲットから発生させた粒子を基材の引っ張り応力膜上に堆積させ、多数の結晶粒が配向を制御した状態で結合されてなる配向中間層を成膜する配向中間層形成工程と、
次いで、前記配向中間層上に酸化物超電導層を形成する超電導層形成工程とを有することを特徴とする酸化物超電導導体の製造方法。
【請求項５】
前記引っ張り応力膜形成工程において、テープ状の基材の両方の面上に湿式メッキ法によって引っ張り応力膜を成膜し、次いで、配向中間層形成工程において、一方の面側の引っ張り応力膜上に前記配向中間層を形成し、この配向中間層の形成後又は酸化物超電導層の形成後に他方の面側の引っ張り応力膜をエッチングにより除去することを特徴とする請求項４に記載の酸化物超電導導体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１７９８０４（Ｐ２００７−１７９８０４Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７５１４４（Ｐ２００５−３７５１４４）
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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