JP3045705B2 - 酸化物系超電導材料とその製法およびそれを用いた装置 - Google Patents
酸化物系超電導材料とその製法およびそれを用いた装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体窒素温度７７
Ｋ以上で超電導状態を示す酸化物系超電導材料と基材
と、さらに結晶配向性を制御した中間層を複合化するこ
とにより、磁場中においても高い臨界電流密度（Ｊｃ）
を示す超電導体あるいは超電導体の構成およびそれらの
超電導体の製法に関するものである。これらの発明は、
従来の超電導マグネット、超電導ＮＭＲ装置、超電導Ｍ
ＲＩ装置、シンクロトロン装置、磁気分別装置に対しコ
スト面で有幅なメリットがある。
Ｋ以上で超電導状態を示す酸化物系超電導材料と基材
と、さらに結晶配向性を制御した中間層を複合化するこ
とにより、磁場中においても高い臨界電流密度（Ｊｃ）
を示す超電導体あるいは超電導体の構成およびそれらの
超電導体の製法に関するものである。これらの発明は、
従来の超電導マグネット、超電導ＮＭＲ装置、超電導Ｍ
ＲＩ装置、シンクロトロン装置、磁気分別装置に対しコ
スト面で有幅なメリットがある。
【０００２】
【従来の技術】１９８６年、高い臨界温度を持つ銅酸化
物系のＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏペロブスカイト系構造の超
電導体が発見され（例えば、特開６３−２６０８５３号
公報等）、さらに翌年臨界温度がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系
（Ｍ．Ｋ．Ｗｕ，Ｊ．Ｒ．Ａshburn，Ｃ．Ｊ．Ｔorng，
Ｙ．Ｑ．Ｗand and Ｃ．Ｗ．Ｃhu：Ｐhys．Rev．Let
t．５８（１９８７）９０８）が液体窒素を冷媒とする
高温超電導体の応用技術が期待されるような９０Ｋ級超
電導体であることが発見された。
物系のＬａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏペロブスカイト系構造の超
電導体が発見され（例えば、特開６３−２６０８５３号
公報等）、さらに翌年臨界温度がＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系
（Ｍ．Ｋ．Ｗｕ，Ｊ．Ｒ．Ａshburn，Ｃ．Ｊ．Ｔorng，
Ｙ．Ｑ．Ｗand and Ｃ．Ｗ．Ｃhu：Ｐhys．Rev．Let
t．５８（１９８７）９０８）が液体窒素を冷媒とする
高温超電導体の応用技術が期待されるような９０Ｋ級超
電導体であることが発見された。
【０００３】さらに臨界温度の高いＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−
Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｃ：１１０Ｋ，Ｈ．Ｍaeda，Ｙ．Ｔanak
a，Ｍ．Ｆukutomi and Ｔ．Ａsano：Ｊpn．Ｊ．Ａppl．
Ｐhys．２７（１９８８）Ｌ２０９），Ｔｌ−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｃ：１２０Ｋ Ｚ．Ｚ．Ｓheng and
Ａ．Ｍ．Ｈermann：Ｎature３２２（１９８８）５５）
と新しい超電導体の研究開発はめざましかった。
Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｃ：１１０Ｋ，Ｈ．Ｍaeda，Ｙ．Ｔanak
a，Ｍ．Ｆukutomi and Ｔ．Ａsano：Ｊpn．Ｊ．Ａppl．
Ｐhys．２７（１９８８）Ｌ２０９），Ｔｌ−Ｂａ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ系（Ｔｃ：１２０Ｋ Ｚ．Ｚ．Ｓheng and
Ａ．Ｍ．Ｈermann：Ｎature３２２（１９８８）５５）
と新しい超電導体の研究開発はめざましかった。
【０００４】これらの一般的な製造方法は、その出発組
成における金属の酸化物または炭酸塩などの原料粉末を
混合、粉砕を繰返して、空気中あるいは酸素中または還
元雰囲気中において８００〜１１００℃の温度において
数分〜数百時間の熱処理を施すことにより得られる。
成における金属の酸化物または炭酸塩などの原料粉末を
混合、粉砕を繰返して、空気中あるいは酸素中または還
元雰囲気中において８００〜１１００℃の温度において
数分〜数百時間の熱処理を施すことにより得られる。
【０００５】しかし、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系に代
表される複合層状ペロブスカイト型の超電導体には、そ
れぞれ階層の異なる複数の構造を持ち、さらに異なる特
性を持つ。酸化物系超電導体の特徴として、その結晶構
造に由来する導電性の大きな異方性が挙げられる。この
ため結晶粒方向が乱雑な超電導膜においては、導電面が
つながらことにより零磁場の臨界電流密度が１０3Ａ／
ｃｍ2以下のものになってしまう。
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｔｌ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系に代
表される複合層状ペロブスカイト型の超電導体には、そ
れぞれ階層の異なる複数の構造を持ち、さらに異なる特
性を持つ。酸化物系超電導体の特徴として、その結晶構
造に由来する導電性の大きな異方性が挙げられる。この
ため結晶粒方向が乱雑な超電導膜においては、導電面が
つながらことにより零磁場の臨界電流密度が１０3Ａ／
ｃｍ2以下のものになってしまう。
【０００６】また、結晶粒間に異相が存在するものは、
その異相が弱接合となり臨界電流密度が低くなってしま
い、超電導コイルなどに応用する際には大きな問題点と
なった。
その異相が弱接合となり臨界電流密度が低くなってしま
い、超電導コイルなどに応用する際には大きな問題点と
なった。
【０００７】そこで臨界電流密度を向上するため、基材
の上に中間層の結晶方向を揃えて成長させる配向化など
の方法や、基材の結晶方向を揃えて作製する方法などが
提案された。例えば、中間層の結晶方向を揃えて成長さ
せる配向化の方法としては、Ｉｉｊｉｍａらによりハス
テロイ基材上に酸化物層として、イットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）材料の配向を行った材料の上に、超電
導膜を成長させるイオンビームアシストデポジッション
法（ＩＢＡＤ）（Ｐroceeding of ４th Ｉnternational
Ｓymposium Ｓuperconducting（Ｓpringer，Ｔokto，
１９９１））などが開示されている。
の上に中間層の結晶方向を揃えて成長させる配向化など
の方法や、基材の結晶方向を揃えて作製する方法などが
提案された。例えば、中間層の結晶方向を揃えて成長さ
せる配向化の方法としては、Ｉｉｊｉｍａらによりハス
テロイ基材上に酸化物層として、イットリア安定化ジル
コニア（ＹＳＺ）材料の配向を行った材料の上に、超電
導膜を成長させるイオンビームアシストデポジッション
法（ＩＢＡＤ）（Ｐroceeding of ４th Ｉnternational
Ｓymposium Ｓuperconducting（Ｓpringer，Ｔokto，
１９９１））などが開示されている。
【０００８】また、基材の結晶方向を揃えて作製する方
法としては、ＫａｗａｓｈｉｍａらのＹＳＺ材料（Ｐro
ceeding of ８th Ｉnternational Ｓymposium Supercon
ducting（Ｓpringer，Ｔokto，１９９６））や、Ｉｔｏ
らによりＳｒＴｉＯ3材料（Ｙ.Ｉto，Ｙ．Ｙoshida，
Ｍ.Ｉwata，Ｙ.Ｔakai，Ｉ．Ｈirabayashi：ＰhysicaＣ
２８８（１９９７）ｐｐ１７８）のセラミックスの単結
晶線材上に超電導膜を設ける方法や、ＤｏｉらによりＡ
ｇ基材の結晶方向を揃えて作製する方法（特開平８−１
９０８１６号公報）などが開示されている。
法としては、ＫａｗａｓｈｉｍａらのＹＳＺ材料（Ｐro
ceeding of ８th Ｉnternational Ｓymposium Supercon
ducting（Ｓpringer，Ｔokto，１９９６））や、Ｉｔｏ
らによりＳｒＴｉＯ3材料（Ｙ.Ｉto，Ｙ．Ｙoshida，
Ｍ.Ｉwata，Ｙ.Ｔakai，Ｉ．Ｈirabayashi：ＰhysicaＣ
２８８（１９９７）ｐｐ１７８）のセラミックスの単結
晶線材上に超電導膜を設ける方法や、ＤｏｉらによりＡ
ｇ基材の結晶方向を揃えて作製する方法（特開平８−１
９０８１６号公報）などが開示されている。
【０００９】しかし、金属基材の上に酸化物層をイオン
ビームなどでアシストする方法では、短尺線材ではその
効果は示されているが、その選択的成長から成膜速度に
は限界があり、キロメートル級の線材作製には不可能で
ある。また、セラミックス材料の単結晶を用いる方法で
は直線で用いる場合や短尺線材には効果がある。
ビームなどでアシストする方法では、短尺線材ではその
効果は示されているが、その選択的成長から成膜速度に
は限界があり、キロメートル級の線材作製には不可能で
ある。また、セラミックス材料の単結晶を用いる方法で
は直線で用いる場合や短尺線材には効果がある。
【００１０】しかしセラミックスであるため、曲げるこ
とにより割れなどの現象が問題として挙げられる。その
ため、超電導マグネットなどに用いる超電導コイルの作
製のためのキロメートル級以上の超電導線材を作製する
ことは極めて容易ではない。
とにより割れなどの現象が問題として挙げられる。その
ため、超電導マグネットなどに用いる超電導コイルの作
製のためのキロメートル級以上の超電導線材を作製する
ことは極めて容易ではない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、酸化物系超電導体を超電導線材にして、超電導マ
グネットに応用して行く上で、基材や中間層の結晶の配
向性と超電導体の配向性が揃うことが重要であることが
開示された。
ては、酸化物系超電導体を超電導線材にして、超電導マ
グネットに応用して行く上で、基材や中間層の結晶の配
向性と超電導体の配向性が揃うことが重要であることが
開示された。
【００１２】そのような中、その作製速度などの面から
超電導線材として有望と挙げられるのが、結晶方向が揃
った金属基材と超電導体との複合体、および、それらの
製法である。
超電導線材として有望と挙げられるのが、結晶方向が揃
った金属基材と超電導体との複合体、および、それらの
製法である。
【００１３】金属基材ではＮｉ基材、Ａｇ基材などの金
属材が超電導体の基材として有望視された。しかし、Ｎ
ｉ基材は超電導体との間で成膜時や熱処理時に拡散反応
が進行し、基材から超電導体の方に不純物が拡散してし
まう。これらは超電導体の電流パスを遮断すると共に、
超電導体の組成ずれを引き起こすことが確認されてい
る。そのため臨界温度（Ｔｃ）や臨界電流密度（Ｊｃ）
の劣下を起こすため、その対策が課題となっている。
属材が超電導体の基材として有望視された。しかし、Ｎ
ｉ基材は超電導体との間で成膜時や熱処理時に拡散反応
が進行し、基材から超電導体の方に不純物が拡散してし
まう。これらは超電導体の電流パスを遮断すると共に、
超電導体の組成ずれを引き起こすことが確認されてい
る。そのため臨界温度（Ｔｃ）や臨界電流密度（Ｊｃ）
の劣下を起こすため、その対策が課題となっている。
【００１４】一方、Ａｇ基材の場合はＢｕｄａｉらによ
り超電導体、特に、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを含むＬｎＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-y（Ｌｎは希土類元素）に対し、結晶方向が一
方向に揃う場合と二方向しか揃わない場合があることが
報告されている（Ｊ．Ｄ．Ｂudai，Ｒ．Ｔ．Ｙoung，
Ｂ．Ｓ．Ｃhao：Ａppl．Ｐhys．Ｌett．６２ １９９３
Ｐ１８３６）。
り超電導体、特に、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを含むＬｎＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-y（Ｌｎは希土類元素）に対し、結晶方向が一
方向に揃う場合と二方向しか揃わない場合があることが
報告されている（Ｊ．Ｄ．Ｂudai，Ｒ．Ｔ．Ｙoung，
Ｂ．Ｓ．Ｃhao：Ａppl．Ｐhys．Ｌett．６２ １９９３
Ｐ１８３６）。
【００１５】超電導体の結晶が二方向しか揃わない場合
は、上記に述べたように導電面が二方向に分断されるた
め、超電導体の結晶が一方向に揃った場合に比べＪｃが
低い。そのため、磁場中でのＪｃの低下、さらには超電
導コイルなどの作製には大きな問題点として挙げられ
る。
は、上記に述べたように導電面が二方向に分断されるた
め、超電導体の結晶が一方向に揃った場合に比べＪｃが
低い。そのため、磁場中でのＪｃの低下、さらには超電
導コイルなどの作製には大きな問題点として挙げられ
る。
【００１６】本発明の目的は、実用化にあたり、臨界電
流密度が低いと云う問題を解決するための新しい材料お
よび製法に係り、臨界温度が高く、特に、磁場中での臨
界電流密度の高い超電導材料、および、それらを用いた
デバイスや機器を提供することにある。
流密度が低いと云う問題を解決するための新しい材料お
よび製法に係り、臨界温度が高く、特に、磁場中での臨
界電流密度の高い超電導材料、および、それらを用いた
デバイスや機器を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明者らはさまざまな角度より研究を重ねた結果、以下
に示す超電導材料とその製法およびそれを用いた装置を
発明するに至った。
発明者らはさまざまな角度より研究を重ねた結果、以下
に示す超電導材料とその製法およびそれを用いた装置を
発明するに至った。
【００１８】その基材としては超電導体と格子定数が近
い金属基材、例えばＡｇ基材およびＡｇ合金基材を用い
る。ここでのＡｇ合金基材はＡｇにＴｉ、Ａｕ、Ｐｔ、
Ｐｄ、Ｃｕなどを含んだ材料のことを示す。図１に示す
ように、これらの金属基材３にＬｎ2Ｏ3層２（ＬｎはＹ
もしくは希土類元素から選ばれた少なくとも１種）と超
電導体１とを複合化させることを特徴とする酸化物系超
電導材料を用いることにより上記の課題を克服すること
ができる。
い金属基材、例えばＡｇ基材およびＡｇ合金基材を用い
る。ここでのＡｇ合金基材はＡｇにＴｉ、Ａｕ、Ｐｔ、
Ｐｄ、Ｃｕなどを含んだ材料のことを示す。図１に示す
ように、これらの金属基材３にＬｎ2Ｏ3層２（ＬｎはＹ
もしくは希土類元素から選ばれた少なくとも１種）と超
電導体１とを複合化させることを特徴とする酸化物系超
電導材料を用いることにより上記の課題を克服すること
ができる。
【００１９】基材のＡｇ基材およびＡｇ合金基材は６０
％以上の｛１００｝面が、該金属と超電導体の界面に対
して２０度以内で平行であり、かつ該金属結晶の６０％
以上の＜１００＞方向が互いに２０度以内で揃っている
と、さらにそのＴｃやＪｃなどの超電導特性は向上す
る。
％以上の｛１００｝面が、該金属と超電導体の界面に対
して２０度以内で平行であり、かつ該金属結晶の６０％
以上の＜１００＞方向が互いに２０度以内で揃っている
と、さらにそのＴｃやＪｃなどの超電導特性は向上す
る。
【００２０】また、基材のＡｇ基材およびＡｇ合金基材
の｛１００｝面の結晶の比率が７０％、８０％と向上す
るに従い、そのＴｃやＪｃなどの超電導特性も向上す
る。さらに、互いの該金属の＜１００＞方向の角度が２
０度以内、１０度以内とその結晶の角度の幅が狭くなる
に従い、そのＴｃやＪｃなどの超電導特性は向上する。
の｛１００｝面の結晶の比率が７０％、８０％と向上す
るに従い、そのＴｃやＪｃなどの超電導特性も向上す
る。さらに、互いの該金属の＜１００＞方向の角度が２
０度以内、１０度以内とその結晶の角度の幅が狭くなる
に従い、そのＴｃやＪｃなどの超電導特性は向上する。
【００２１】Ｌｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素
から選ばれた少なくとも１種）の製法はレーザ蒸着法、
スパッタ法などの物理蒸着法、有機金属化学蒸着法（Ｍ
ＯＣＶＤ）などの化学蒸着法などが挙げられる。これら
の製法において超電導体の更なる特性向上のために、Ｌ
ｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少
なくとも１種）の成膜温度は５００℃以上であることが
好ましい。さらに作製温度が６００℃以上となるに従い
超電導体の特性は更に向上する。
から選ばれた少なくとも１種）の製法はレーザ蒸着法、
スパッタ法などの物理蒸着法、有機金属化学蒸着法（Ｍ
ＯＣＶＤ）などの化学蒸着法などが挙げられる。これら
の製法において超電導体の更なる特性向上のために、Ｌ
ｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少
なくとも１種）の成膜温度は５００℃以上であることが
好ましい。さらに作製温度が６００℃以上となるに従い
超電導体の特性は更に向上する。
【００２２】また、作製時の酸素分圧が１０Ｔｏｒｒ以
下であればその特性が向上する。これらの製法で得られ
るＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれ
た少なくとも１種）は立方晶型で構成されていることが
望ましい。
下であればその特性が向上する。これらの製法で得られ
るＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれ
た少なくとも１種）は立方晶型で構成されていることが
望ましい。
【００２３】複合化される超電導体は液体窒素温度７７
Ｋまたは液体窒素で冷却可能な６４Ｋ以上で超電導状態
になっていれば全てに適用できる。特に超電導体の化学
組成が、ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y（ここでＬｎはＹもしく
は希土類元素から選ばれた少なくとも１種であり、−
０.５≦ｙ≦０.２）であることを特徴とする酸化物系超
電導材料からなる超電導体においては、その効果が顕著
である。
Ｋまたは液体窒素で冷却可能な６４Ｋ以上で超電導状態
になっていれば全てに適用できる。特に超電導体の化学
組成が、ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y（ここでＬｎはＹもしく
は希土類元素から選ばれた少なくとも１種であり、−
０.５≦ｙ≦０.２）であることを特徴とする酸化物系超
電導材料からなる超電導体においては、その効果が顕著
である。
【００２４】従来の超電導技術で作製された超電導シス
テム、特に超電導マグネットは液体ヘリウムを用いてそ
の運転を行っていた。本発明を用いることにより液体窒
素を用いてその運転を行うことができるため、コスト的
に大幅に低減することができ、経済面でも有利である。
テム、特に超電導マグネットは液体ヘリウムを用いてそ
の運転を行っていた。本発明を用いることにより液体窒
素を用いてその運転を行うことができるため、コスト的
に大幅に低減することができ、経済面でも有利である。
【００２５】本発明での超電導材料を用いた超電導線材
により、超電導マグネット、ＮＭＲ装置、ＭＲＩ装置、
シンクロトロン放射光装置、磁気分別装置などの超電導
システムの液体窒素を用いた運転が可能となる。
により、超電導マグネット、ＮＭＲ装置、ＭＲＩ装置、
シンクロトロン放射光装置、磁気分別装置などの超電導
システムの液体窒素を用いた運転が可能となる。
【００２６】上記の超電導材料を製法には、圧延法など
の方法で作製した金属基板、特にＡｇ基材またはＡｇ合
金基材を基材として用いる。その圧延方法などの工夫に
よりＡｇ基材またはＡｇ合金基材の結晶が６０％以上の
｛１００｝面が、該金属と該超電導体の界面に対して２
０度以内で平行であり、かつ該金属結晶の６０％以上の
＜１００＞方向が互いに２０度以内で揃っていると本発
明による効果は顕著である。
の方法で作製した金属基板、特にＡｇ基材またはＡｇ合
金基材を基材として用いる。その圧延方法などの工夫に
よりＡｇ基材またはＡｇ合金基材の結晶が６０％以上の
｛１００｝面が、該金属と該超電導体の界面に対して２
０度以内で平行であり、かつ該金属結晶の６０％以上の
＜１００＞方向が互いに２０度以内で揃っていると本発
明による効果は顕著である。
【００２７】これらの基材にレーザ蒸着法、スパッタ法
などの物理蒸着法、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ）
などの化学蒸着法などの製法で作製温度が５００℃以
上、酸素分圧が１０Ｔｏｒｒ以下の雰囲気で金属基材上
にＬｎ2Ｏ3（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた
少なくとも１種）を作製する。この際、室温や５００℃
以下の温度で作製し、その後５００℃以上の温度で熱処
理を施しても同じ効果が得られる。さらに超電導体を上
記のＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ば
れた少なくとも１種）に接して作製し、複合化し、超電
導材料を得る。
などの物理蒸着法、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ）
などの化学蒸着法などの製法で作製温度が５００℃以
上、酸素分圧が１０Ｔｏｒｒ以下の雰囲気で金属基材上
にＬｎ2Ｏ3（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた
少なくとも１種）を作製する。この際、室温や５００℃
以下の温度で作製し、その後５００℃以上の温度で熱処
理を施しても同じ効果が得られる。さらに超電導体を上
記のＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ば
れた少なくとも１種）に接して作製し、複合化し、超電
導材料を得る。
【００２８】超電導体は液体窒素温度７７Ｋまたは液体
窒素で冷却可能な６４Ｋ以上で超電導状態になっていれ
ば全てに適用できる。特に超電導体の化学組成がＬｎＢ
ａ2Ｃｕ3Ｏ7-y（ここでＬｎはＹもしくは希土類元素か
ら選ばれた少なくとも１種であり、−０.５≦ｙ≦０.
２）であることを特徴とする酸化物系超電導材料からな
る超電導体においては、その効果が顕著である。
窒素で冷却可能な６４Ｋ以上で超電導状態になっていれ
ば全てに適用できる。特に超電導体の化学組成がＬｎＢ
ａ2Ｃｕ3Ｏ7-y（ここでＬｎはＹもしくは希土類元素か
ら選ばれた少なくとも１種であり、−０.５≦ｙ≦０.
２）であることを特徴とする酸化物系超電導材料からな
る超電導体においては、その効果が顕著である。
【００２９】これらの超電導体の製法は従来から行われ
ている方法の全てに適用される。特にレーザ蒸着法、ス
パッタ法などの物理蒸着法、有機金属化学蒸着法（ＭＯ
ＣＶＤ）などの化学蒸着法による製法や、プラズマ溶射
法、塗布熱分解法、スプレーパイオリシス法、ディップ
コート法などの厚膜法などにおいて特にその効果は顕著
である。
ている方法の全てに適用される。特にレーザ蒸着法、ス
パッタ法などの物理蒸着法、有機金属化学蒸着法（ＭＯ
ＣＶＤ）などの化学蒸着法による製法や、プラズマ溶射
法、塗布熱分解法、スプレーパイオリシス法、ディップ
コート法などの厚膜法などにおいて特にその効果は顕著
である。
【００３０】これらの方法で作製した複合化された超電
導材料を超電導コイル形状に加工し、電源、液体窒素な
どの冷媒タンクなどの機器と組み合わせることにより超
電導マグネット、ＮＭＲ装置、ＭＲＩ装置、シンクロト
ロン放射光装置、磁気分別装置などの超電導システムを
作製することが可能となる。
導材料を超電導コイル形状に加工し、電源、液体窒素な
どの冷媒タンクなどの機器と組み合わせることにより超
電導マグネット、ＮＭＲ装置、ＭＲＩ装置、シンクロト
ロン放射光装置、磁気分別装置などの超電導システムを
作製することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下に本発明による実施例を記述
するが、これに限定するものではない。
するが、これに限定するものではない。
【００３２】〔実施例 １〕基材として純度９９.９％
のＡｇ材料を用いて圧延加工を施した幅７ｍｍのＡｇテ
ープを作製する。Ｘ線回折測定によりＡｇテープの結晶
の配向性を評価した結果、６０％以上の｛１００｝面
が、該金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平
行であり、かつ該金属結晶の６０％以上の＜１００＞方
向が互いに２０度以内で揃っていることが確認される。
のＡｇ材料を用いて圧延加工を施した幅７ｍｍのＡｇテ
ープを作製する。Ｘ線回折測定によりＡｇテープの結晶
の配向性を評価した結果、６０％以上の｛１００｝面
が、該金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平
行であり、かつ該金属結晶の６０％以上の＜１００＞方
向が互いに２０度以内で揃っていることが確認される。
【００３３】この基材にスパッタ法を用いてＹ2Ｏ3層を
成膜する。ＲＦスパッタの成膜条件は、ターゲットはＹ
2Ｏ3組成を用い出力２００Ｗ、真空度１.５パスカル、
ターゲットとＡｇ基材との距離は４ｍｍで成膜を基板温
度７００℃で３時間行った。得られたＹ2Ｏ3膜は誘導結
合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ法）により膜厚１μｍで
あり、さらにＸ線回折測定法により｛１１１｝面が該金
属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平行である
ことが確認された。
成膜する。ＲＦスパッタの成膜条件は、ターゲットはＹ
2Ｏ3組成を用い出力２００Ｗ、真空度１.５パスカル、
ターゲットとＡｇ基材との距離は４ｍｍで成膜を基板温
度７００℃で３時間行った。得られたＹ2Ｏ3膜は誘導結
合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ法）により膜厚１μｍで
あり、さらにＸ線回折測定法により｛１１１｝面が該金
属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平行である
ことが確認された。
【００３４】さらにレーザ蒸着法により、ＹＢａ2Ｃｕ3
Ｏ7-yを成膜する。レーザ蒸着法の成膜条件は粉末混合
法で作製したＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y組成のターゲットを用
い、作製温度７３０℃、酸素分圧２００ミリトール、タ
ーゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエネルギー密
度２Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は１００ヘルツ、成膜時間
は５分行った。その結果ＩＣＰ法から１μｍのＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-y膜が成膜されていることが確認された。
Ｏ7-yを成膜する。レーザ蒸着法の成膜条件は粉末混合
法で作製したＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y組成のターゲットを用
い、作製温度７３０℃、酸素分圧２００ミリトール、タ
ーゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエネルギー密
度２Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は１００ヘルツ、成膜時間
は５分行った。その結果ＩＣＰ法から１μｍのＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-y膜が成膜されていることが確認された。
【００３５】この複合体の結晶の配向性を確認するた
め、Ｘ線回折法の極点測定を行った。その結果、超電導
体の結晶方向がａ軸およびｂ軸に沿って成長しているこ
とが確認された。
め、Ｘ線回折法の極点測定を行った。その結果、超電導
体の結晶方向がａ軸およびｂ軸に沿って成長しているこ
とが確認された。
【００３６】Ｔｃを測定するため、超電導体表面にＡｕ
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは８７Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
２×１０5Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは８７Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
２×１０5Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
【００３７】〔実施例 ２〕基材としてＡｇ材料とＡｕ
を１０％添加した材料を用いて圧延加工を施した幅７ｍ
ｍのＡｇ−Ａｕ合金テープを作製する。Ｘ線回折測定に
よりテープの結晶の配向性を評価した結果、７０％以上
の｛１００｝面が、該金属と該超電導体の界面に対して
２０度以内で平行であり、かつ該金属結晶の７０％以上
の＜１００＞方向が互いに２０度以内で揃っていること
が確認された。
を１０％添加した材料を用いて圧延加工を施した幅７ｍ
ｍのＡｇ−Ａｕ合金テープを作製する。Ｘ線回折測定に
よりテープの結晶の配向性を評価した結果、７０％以上
の｛１００｝面が、該金属と該超電導体の界面に対して
２０度以内で平行であり、かつ該金属結晶の７０％以上
の＜１００＞方向が互いに２０度以内で揃っていること
が確認された。
【００３８】この基材にレーザ蒸着法を用いてＮｄ2Ｏ3
層を成膜する。粉末混合法で作製したＮｄ2Ｏ3組成のタ
ーゲットを用い、作製温度８００℃、酸素分圧２０ミリ
トール、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエ
ネルギー密度２Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は３０ヘルツ、
成膜時間は５分行った。
層を成膜する。粉末混合法で作製したＮｄ2Ｏ3組成のタ
ーゲットを用い、作製温度８００℃、酸素分圧２０ミリ
トール、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエ
ネルギー密度２Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は３０ヘルツ、
成膜時間は５分行った。
【００３９】得られたＹ2Ｏ3膜は誘導結合プラズマ発光
分析法（ＩＣＰ法）により膜厚０.５μｍであり、さら
にＸ線回折測定法により｛４００｝面が該金属と該超電
導体の界面に対して２０度以内で平行であることが確認
された。
分析法（ＩＣＰ法）により膜厚０.５μｍであり、さら
にＸ線回折測定法により｛４００｝面が該金属と該超電
導体の界面に対して２０度以内で平行であることが確認
された。
【００４０】さらにレーザ蒸着法により、ＮｄＢａ2Ｃ
ｕ3Ｏ7-yを成膜する。レーザ蒸着法の成膜条件は粉末混
合法で作製したＮｄＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y組成のターゲット
を用い、作製温度８３０℃、酸素分圧１００ミリトー
ル、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエネル
ギー密度３Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は５０ヘルツ、成膜
時間は１０分行った。その結果ＩＣＰ法から１.３μｍ
のＮｄＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y膜が成膜されていることが確認
された。
ｕ3Ｏ7-yを成膜する。レーザ蒸着法の成膜条件は粉末混
合法で作製したＮｄＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y組成のターゲット
を用い、作製温度８３０℃、酸素分圧１００ミリトー
ル、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエネル
ギー密度３Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は５０ヘルツ、成膜
時間は１０分行った。その結果ＩＣＰ法から１.３μｍ
のＮｄＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y膜が成膜されていることが確認
された。
【００４１】この複合体の結晶の配向性をＸ線回折法の
極点測定を行った結果、超電導体の結晶方向がａ軸およ
びｂ軸に沿って成長していることが確認された。
極点測定を行った結果、超電導体の結晶方向がａ軸およ
びｂ軸に沿って成長していることが確認された。
【００４２】Ｔｃを測定するため、超電導体表面にＡｕ
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは９２Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
７×１０5Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは９２Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
７×１０5Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
【００４３】〔実施例 ３〕基材としてＡｇ−Ｃｕ合金
材料を用いて圧延加工を施した幅１０ｍｍのＡｇ−Ｃｕ
合金テープを作製する。Ｘ線回折測定によりテープの結
晶の配向性を評価した結果、７０％以上の｛１００｝面
が、該金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平
行であり、かつ該金属結晶の７０％以上の＜１００＞方
向が互いに２０度以内で揃っていることが確認された。
材料を用いて圧延加工を施した幅１０ｍｍのＡｇ−Ｃｕ
合金テープを作製する。Ｘ線回折測定によりテープの結
晶の配向性を評価した結果、７０％以上の｛１００｝面
が、該金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平
行であり、かつ該金属結晶の７０％以上の＜１００＞方
向が互いに２０度以内で揃っていることが確認された。
【００４４】この基材にレーザ蒸着法を用いてＳｍ2Ｏ3
層を成膜する。粉末混合法で作製したＳｍ2Ｏ3組成のタ
ーゲットを用い、作製温度７００℃、酸素分圧２０ミリ
トール、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエ
ネルギー密度１Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は３０ヘルツ、
成膜時間は５分行った。
層を成膜する。粉末混合法で作製したＳｍ2Ｏ3組成のタ
ーゲットを用い、作製温度７００℃、酸素分圧２０ミリ
トール、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエ
ネルギー密度１Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は３０ヘルツ、
成膜時間は５分行った。
【００４５】得られたＳｍ2Ｏ3膜は誘導結合プラズマ発
光分析法（ＩＣＰ法）により膜厚０.３μｍであり、さ
らにＸ線回折測定法により｛１１１｝｛４００｝面が該
金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平行であ
ることが確認された。
光分析法（ＩＣＰ法）により膜厚０.３μｍであり、さ
らにＸ線回折測定法により｛１１１｝｛４００｝面が該
金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平行であ
ることが確認された。
【００４６】さらにレーザ蒸着法により、ＳｍＢａ2Ｃ
ｕ3Ｏ7-yを成膜する。レーザ蒸着法の成膜条件は粉末混
合法で作製したＳｍＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y組成のターゲット
を用い、作製温度８３０℃、酸素分圧１００ミリトー
ル、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエネル
ギー密度１Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は１０ヘルツ、成膜
時間は３０分行った。その結果ＩＣＰ法から０.８μｍ
のＮｄＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y膜が成膜されていることが確認
された。
ｕ3Ｏ7-yを成膜する。レーザ蒸着法の成膜条件は粉末混
合法で作製したＳｍＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y組成のターゲット
を用い、作製温度８３０℃、酸素分圧１００ミリトー
ル、ターゲットと基材の距離は４０ｍｍ、レーザエネル
ギー密度１Ｊ／ｃｍ2、発信周波数は１０ヘルツ、成膜
時間は３０分行った。その結果ＩＣＰ法から０.８μｍ
のＮｄＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-y膜が成膜されていることが確認
された。
【００４７】この複合体の結晶の配向性をＸ線回折法の
極点測定を行った結果、超電導体の結晶方向がａ軸およ
びｂ軸に沿って成長していることが確認された。Ｔｃを
測定するため、超電導体表面にＡｕおよびＡｇペースト
で端子を接続し、４端子法で液体窒素を冷媒とし直流法
により電流−電圧測定を行った。測定端子間電圧を１μ
Ｖ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉｃ）より液体窒素温
度におけるＪｃを求めた。その結果、Ｔｃは９０Ｋ、Ｊ
ｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で５×１０5Ａ／ｃｍ2の
特性を示した。
極点測定を行った結果、超電導体の結晶方向がａ軸およ
びｂ軸に沿って成長していることが確認された。Ｔｃを
測定するため、超電導体表面にＡｕおよびＡｇペースト
で端子を接続し、４端子法で液体窒素を冷媒とし直流法
により電流−電圧測定を行った。測定端子間電圧を１μ
Ｖ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉｃ）より液体窒素温
度におけるＪｃを求めた。その結果、Ｔｃは９０Ｋ、Ｊ
ｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で５×１０5Ａ／ｃｍ2の
特性を示した。
【００４８】〔実施例 ４〕基材としてＡｇ−Ａｕ合金
材料を用いて圧延加工を施した幅３ｍｍのＡｇ−Ａｕ合
金テープを作製する。Ｘ線回折測定によりテープの結晶
の配向性を評価した結果、８０％以上の｛１００｝面
が、該金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平
行であり、かつ該金属結晶の８０％以上の＜１００＞方
向が互いに２０度以内で揃っていることが確認された。
材料を用いて圧延加工を施した幅３ｍｍのＡｇ−Ａｕ合
金テープを作製する。Ｘ線回折測定によりテープの結晶
の配向性を評価した結果、８０％以上の｛１００｝面
が、該金属と該超電導体の界面に対して２０度以内で平
行であり、かつ該金属結晶の８０％以上の＜１００＞方
向が互いに２０度以内で揃っていることが確認された。
【００４９】この基材にＭＯＣＶＤ法を用いてＹ2Ｏ3お
よびＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製する。用いたＭＯ原料は
Ｙ(ＤＰＭ)3、Ｂａ(ＤＰＭ)2およびＣｕ(ＤＰＭ)2であ
る。
よびＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製する。用いたＭＯ原料は
Ｙ(ＤＰＭ)3、Ｂａ(ＤＰＭ)2およびＣｕ(ＤＰＭ)2であ
る。
【００５０】それぞれのＭＯ原料の保持温度は１２５
℃、２４０℃および１２０℃で行う。また反応管圧力は
１０トールで行った。始めにＹ2Ｏ3を作製温度７００℃
で作製時間１０分、さらにＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製温
度８００℃で作製時間１時間行った。
℃、２４０℃および１２０℃で行う。また反応管圧力は
１０トールで行った。始めにＹ2Ｏ3を作製温度７００℃
で作製時間１０分、さらにＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製温
度８００℃で作製時間１時間行った。
【００５１】この複合体の結晶の配向性をＸ線回折法の
極点測定を行った結果を図２に示す。この測定において
はＹＢＣＯ（１０３）面を測定面として行った。超電導
体の結晶方向がａ軸およびｂ軸に沿って成長しているこ
とが確認された。
極点測定を行った結果を図２に示す。この測定において
はＹＢＣＯ（１０３）面を測定面として行った。超電導
体の結晶方向がａ軸およびｂ軸に沿って成長しているこ
とが確認された。
【００５２】Ｔｃを測定するため、超電導体表面にＡｕ
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは８５Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
１×１０5Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは８５Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
１×１０5Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
【００５３】さらに複合体の膜面に垂直に磁場を１テス
ラまで印加した時の７７ＫにおけるＪｃの変化を図３に
示す。
ラまで印加した時の７７ＫにおけるＪｃの変化を図３に
示す。
【００５４】〔比較例 １〕実施例４と同様の配向性を
持つＡｇ−Ａｕ合金材料を用いて、ＭＯＣＶＤ法を用い
てＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製する。用いたＭＯ原料はＹ
(ＤＭＰ)3、Ｂａ(ＤＭＰ)2およびＣｕ(ＤＭＰ)2であ
る。それぞれのＭＯ原料の保持温度は１２５℃、２４０
℃および１２０℃で行う。また反応管圧力は１０トール
で行った。ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製温度８００℃で作
製時間１時間行った。
持つＡｇ−Ａｕ合金材料を用いて、ＭＯＣＶＤ法を用い
てＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製する。用いたＭＯ原料はＹ
(ＤＭＰ)3、Ｂａ(ＤＭＰ)2およびＣｕ(ＤＭＰ)2であ
る。それぞれのＭＯ原料の保持温度は１２５℃、２４０
℃および１２０℃で行う。また反応管圧力は１０トール
で行った。ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-yを作製温度８００℃で作
製時間１時間行った。
【００５５】この複合体の結晶の配向性をＸ線回折法の
極点測定を行った結果を図４に示す。超電導体の結晶方
向がａ軸およびｂ軸とともに膜面において４５度回転し
た結晶が成長していることが確認された。
極点測定を行った結果を図４に示す。超電導体の結晶方
向がａ軸およびｂ軸とともに膜面において４５度回転し
た結晶が成長していることが確認された。
【００５６】Ｔｃを測定するため、超電導体表面にＡｕ
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは８４Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
１×１０4Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
およびＡｇペーストで端子を接続し、４端子法で液体窒
素を冷媒とし直流法により電流−電圧測定を行った。測
定端子間電圧を１μＶ／ｃｍとしたときの臨界電流（Ｉ
ｃ）より液体窒素温度におけるＪｃを求めた。その結
果、Ｔｃは８４Ｋ、Ｊｃは７７Ｋの温度でゼロ磁場中で
１×１０4Ａ／ｃｍ2の特性を示した。
【００５７】さらに複合体の膜面に垂直に磁場を１テス
ラまで印加した時の７７ＫにおけるＪｃの変化を図３に
示す。
ラまで印加した時の７７ＫにおけるＪｃの変化を図３に
示す。
【００５８】実施例４と比較例１のゼロ磁場および磁場
中でのＪｃの変化などから本発明による効果が顕著であ
ることが確認された。
中でのＪｃの変化などから本発明による効果が顕著であ
ることが確認された。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、酸化物系超電導体の結
晶粒間における超電導特性の低下を改善することができ
る。さらに本発明によれば大面積の成膜ができるので、
磁気シールド、超電導コイルなどのエネルギー分野に有
効に応用することができる。
晶粒間における超電導特性の低下を改善することができ
る。さらに本発明によれば大面積の成膜ができるので、
磁気シールド、超電導コイルなどのエネルギー分野に有
効に応用することができる。
【図１】本発明で得られた酸化物系超電導材料の模式構
成図である。
成図である。
【図２】実施例４で得られた酸化物系超電導材料の極点
測定結果を示す図である。
測定結果を示す図である。
【図３】実施例４および比較例１で得られた酸化物系超
電導材料の磁場中Ｊｃ測定結果を示す図である。
電導材料の磁場中Ｊｃ測定結果を示す図である。
【図４】比較例１で得られた酸化物系超電導材料の極点
測定結果を示す図である。
測定結果を示す図である。
１…超電導体、２…Ｌｎ2Ｏ3層、３…金属基材、４…実
施例４、５…比較例１。
施例４、５…比較例１。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000005290 古河電気工業株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 (72)発明者 東山 和寿 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 吉田 隆 愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１ 号 財団法人国際超電導産業技術研究セ ンター 超電導工学研究所 名古屋研究 所内 (72)発明者 長谷川 真人 愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１ 号 財団法人国際超電導産業技術研究セ ンター 超電導工学研究所 名古屋研究 所内 (72)発明者 松本 要 愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１ 号 財団法人国際超電導産業技術研究セ ンター 超電導工学研究所 名古屋研究 所内 (72)発明者 平林 泉 愛知県名古屋市熱田区六野二丁目４番１ 号 財団法人国際超電導産業技術研究セ ンター 超電導工学研究所 名古屋研究 所内 (56)参考文献 Ａｋｉｈｉｒｏ Ｋ．ｅｔ ａ ｌ．，”Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｂ ｉａｘｉａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｙ ２Ｏ３ Ｂｕｆｆｅｒ Ｌａｙｅｒ Ｄ ｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ Ｎｉ Ｔａｐｅ ｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｅｌｅｃ ｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉ ｏｎ，”Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｓｕ ｐｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｘ （Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈ ｅ 10ｔｈ Ｉｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｕｐｒ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＩＳＳ’ 97），Ｏｃｔｏｂｅｒ 27−30，1997, Ｇｉｆｕ），Ｖｏｌ．２，15 Ｊｕｌｙ 1998，ｐｐ．615−618 Ｉｃｈｉｎｏｓｅ Ａ．ｅｔ ａ ｌ．，”Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｙ２Ｏ３ ｂｕｆｆｅｒ ｌａｙｅｒｓ ｏｎ ｂｉａｘｉａｌｌｙ−ｔｅｘｔ ｕｒｅｄ ｍｅｔａｌ ｓｕｂｓｔｒａ ｔｅｓ，”Ｐｈｙｓｉｃａ Ｃ，Ｖｏ ｌ．302，Ｎｏ．１，10 Ｊｕｎｅ 1998，ｐｐ．51−56 田中昭二他編，「超電導とは何か」, 第１版，日本経済新聞社，昭和62年６月 15日，ｐｐ．61−93 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (22)
- 【請求項１】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金材料からなる
基材と、該基材と超電導体との間に基材面に結晶が揃っ
たＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれ
た少なくとも１種）を中間層として構成したことを特徴
とする酸化物系超電導材料。 - 【請求項２】 基材面に結晶が揃った多結晶Ａｇまたは
Ａｇ合金材料からなる基材と、該基材と超電導体との間
に基材面に結晶が揃ったＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは
希土類元素から選ばれた少なくとも１種）を中間層とし
て構成したことを特徴とする酸化物系超電導材料。 - 【請求項３】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶の
少なくとも６０％の｛１００｝面が、該金属と超電導体
の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金属
結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに２０度以内
で揃っている基材と、該基材と超電導体との間にＬｎ2
Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少な
くとも１種）を中間層として構成したことを特徴とする
酸化物系超電導材料。 - 【請求項４】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶の
少なくとも７０％の｛１００｝面が、該金属と超電導体
の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金属
結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに２０度以内
で揃っている基材と、該基材と超電導体との間にＬｎ2
Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少な
くとも１種）を中間層として構成したことを特徴とする
酸化物系超電導材料。 - 【請求項５】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶の
少なくとも７０％の｛１００｝面が、該金属と超電導体
の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金属
結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに１０度以内
で揃っている基材と、該基材と超電導体との間に金属結
晶の少なくとも６０％の｛１００｝面が、該金属とＹ2
Ｏ3層の界面に対して１０度以内で平行であるＬｎ2Ｏ3
層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少なくと
も１種）を中間層として構成したことを特徴とする酸化
物系超電導材料。 - 【請求項６】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶の
少なくとも７０％の｛１００｝面が、該金属と超電導体
の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金属
結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに１０度以内
で揃っている基材と、該基材と超電導体との間に金属結
晶の少なくとも７０％の｛１００｝面が、該金属とＬｎ
2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少な
くとも１種）の界面に対して１０度以内で平行であるＬ
ｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少
なくとも１種）を中間層として構成したことを特徴とす
る酸化物系超電導材料。 - 【請求項７】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶の
少なくとも８０％の｛１００｝面が、該金属と超電導体
の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金属
結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに１０度以内
で揃っている基材と、該基材と超電導体との間に金属結
晶の少なくとも６０％の｛１００｝面が、該金属とＬｎ
2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少な
くとも１種）の界面に対して１０度以内で平行であるＬ
ｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少
なくとも１種）を中間層として構成したことを特徴とす
る酸化物系超電導材料。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の酸化物
系超電導材料において、Ｌｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは
希土類元素から選ばれた少なくとも１種）が立方晶型の
結晶構造である酸化物系超電導材料。 - 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載の酸化物
系超電導材料において、超電導体の化学組成がＬｎＢａ
2Ｃｕ3Ｏ7-y（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれ
た少なくとも１種であり、−０.５≦ｙ≦０.２）である
酸化物系超電導材料。 - 【請求項１０】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶
の少なくとも８０％の｛１００｝面が、該金属と超電導
体の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金
属結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに１０度以
内で揃っている基材と、該基材と超電導体との間に金属
結晶の少なくとも６０％の｛１００｝面が、該金属とＬ
ｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少
なくとも１種）の界面に対して２０度以内で平行である
Ｌｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた
少なくとも１種）を基板温度が５００℃以上の雰囲気中
で中間層として成膜することを特徴とする酸化物系超電
導材料の製法。 - 【請求項１１】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶
の少なくとも８０％の｛１００｝面が、該金属と該超電
導体の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該
金属結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに１０度
以内で揃っている基材と、該基材と超電導体との間に少
なくとも金属結晶の６０％以上の｛１００｝面が、該金
属とＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ば
れた少なくとも１種）の界面に対して２０度以内で平行
であるＬｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選
ばれた少なくとも１種）を基板温度が６００℃以上の雰
囲気中で中間層として成膜することを特徴とする酸化物
系超電導材料の製法。 - 【請求項１２】 多結晶ＡｇまたはＡｇ合金の金属結晶
の少なくとも８０％の｛１００｝面が、該金属と超電導
体の界面に対して２０度以内で平行であり、かつ、該金
属結晶の６０％以上の＜１００＞方向が互いに１０度以
内で揃っている基材と、該基材と超電導体との間に金属
結晶の少なくとも６０％の｛１００｝面が、該金属とＬ
ｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた少
なくとも１種）の界面に対して２０度以内で平行である
Ｌｎ2Ｏ3層（ＬｎはＹもしくは希土類元素から選ばれた
少なくとも１種）を基板温度が６００℃以上、酸素分圧
が１０Ｔｏｒｒ以下の雰囲気中で中間層として成膜する
ことを特徴とする酸化物系超電導材料の製法。 - 【請求項１３】 請求項１１または１２において、基板
温度が６００℃以上、酸素分圧が１０Ｔｏｒｒ以下の雰
囲気中で形成するＬｎ2Ｏ3層は、物理気相蒸着法，化学
気相蒸着法，レーザ蒸着法，スパッタ法，有機金属化学
気相蒸着法のいずれかで成膜する酸化物系超電導材料の
製法。 - 【請求項１４】 請求項１〜９のいずれかに記載の酸化
物系超電導材料を用いたことを特徴とする超電導マグネ
ット。 - 【請求項１５】 請求項１０〜１３のいずれかに記載の
酸化物系超電導材料の製法により作製した酸化物系超電
導材料を用いたことを特徴とする超電導マグネット。 - 【請求項１６】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とするＮＭＲ装置。 - 【請求項１７】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とするシンクロトロン放
射光発生装置。 - 【請求項１８】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とする磁気分別装置。 - 【請求項１９】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とするＮＭＲ装置。 - 【請求項２０】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とするＭＲＩ装置。 - 【請求項２１】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とするシンクロトロン装
置。 - 【請求項２２】 請求項１４または１５に記載の超電導
マグネットを用いたことを特徴とする磁気分別装置。
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| JP10257788A JP3045705B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 酸化物系超電導材料とその製法およびそれを用いた装置 |
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| Ａｋｉｈｉｒｏ Ｋ．ｅｔ ａｌ．，"Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｂｉａｘｉａｌｌｙ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｙ２Ｏ３ Ｂｕｆｆｅｒ Ｌａｙｅｒ Ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ Ｎｉ Ｔａｐｅｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，"Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｓｕｐｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｘ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｓｕｐｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ（ＩＳＳ’９７），Ｏｃｔｏｂｅｒ ２７−３０，１９９７，Ｇｉｆｕ），Ｖｏｌ．２，１５ Ｊｕｌｙ １９９８，ｐｐ．６１５−６１８ |
| Ｉｃｈｉｎｏｓｅ Ａ．ｅｔ ａｌ．，"Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｙ２Ｏ３ ｂｕｆｆｅｒ ｌａｙｅｒｓ ｏｎ ｂｉａｘｉａｌｌｙ−ｔｅｘｔｕｒｅｄ ｍｅｔａｌ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ，"Ｐｈｙｓｉｃａ Ｃ，Ｖｏｌ．３０２，Ｎｏ．１，１０ Ｊｕｎｅ １９９８，ｐｐ．５１−５６ |
| 田中昭二他編，「超電導とは何か」，第１版，日本経済新聞社，昭和６２年６月１５日，ｐｐ．６１−９３ |
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