(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝が形成されている支持基板と、
前記溝の内面を被膜する超電導体膜と、
前記溝内に充填されている常電導体部と、を備え、
前記溝の側面は、深さ方向に沿って繰り返す凹凸を有し、
前記超電導体膜は、前記凹凸に対応して繰り返す複数の突起を有する、超電導部材。
【請求項２】
前記超電導体膜と前記常電導体部の間に設けられているバリア層をさらに備え、
前記バリア層の材料は、ＴｉＮである、請求項１に記載の超電導部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複数の超電導部材を備え、
前記複数の超電導部材が積層しており、
前記複数の超電導部材の各々の前記溝は、軸回りに沿って伸びており、
積層方向に隣り合う前記超電導部材では、一方の前記超電導体膜と他方の前記超電導体膜が電気的に接続されているとともに、一方の前記常電導体部と他方の前記常電導体部が電気的に接続されている、超電導コイル。
【請求項４】
請求項３に記載の超電導コイルを備える超電導エネルギー貯蔵装置。
【請求項５】
支持基板に溝を形成する溝形成工程と、
前記溝形成工程の後に、前記溝の内面に超電導体膜を被膜する被膜工程と、
前記被膜工程の後に、前記超電導体膜の表面にＴｉＮを材料とするバリア層を形成するバリア層形成工程と、
前記バリア層形成工程の後に、前記溝内に常電導体部を充填する充填工程と、を備え、
前記溝形成工程では、前記溝がＤｅｅｐ−ＲＩＥ法を利用して形成され、
前記被膜工程では、前記超電導体膜が反応性マグネトロンＲＦスパッタ法を利用して形成され、
前記バリア層形成工程では、前記バリア層がＡＬＤ法を利用して形成される、超電導部材の製造方法。
【請求項６】
複数の超電導部材を形成する超電導部材形成工程と、
前記複数の超電導部材を積層する積層工程と、を備え、
前記超電導部材形成工程は、
支持基板に、軸回りに沿って伸びているとともに残部よりも深く形成されている接続部を含む溝を形成することと、
前記溝を形成した後に、前記溝の内面に超電導体膜を被膜することと、
前記超電導体膜を被膜した後に、前記溝内に常電導体部を充填することと、を有し、
前記積層工程は、
前記支持基板の前記溝と対向する面を研削し、前記接続部に存在する前記超電導体膜と前記常電導体部を露出させることと、
積層方向に隣り合う前記超電導部材を接合することと、を有し、
積層方向に隣り合う前記超電導部材を接合すると、一方の前記超電導部材の露出した前記超電導体膜が他方の前記超電導部材の前記超電導体膜に電気的に接続し、一方の前記超電導部材の露出した前記常電導体部が他方の前記超電導部材の前記常電導体部に電気的に接続する、超電導コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の技術は、超電導部材、超電導コイル、超電導エネルギー貯蔵装置及びそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持基板に形成されている溝に超電導体を埋設した超電導部材の開発が進められている。このような超電導部材は、様々な用途で必要とされており、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１は、このような超電導部材を超電導コイルとして利用する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８０８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の超電導部材では、支持基板の溝内に超電導体と常電導体が埋設されている。常電導体は、クエンチ現象を抑制するために必要とされている。特許文献１に開示の超電導部材は、支持基板の溝の内面に常電導体を被膜した後に、その溝内に超電導体を蒸着技術によって充填することで製造される。このような超電導部材では、支持基板の溝の内壁に常電導体を被膜するときの製造バラツキにより、溝の開口幅が狭くなり過ぎることがある。このような場合、超電導部材を溝内に良好に充填することが困難となる。超電導部材の超電導特性は、超電導体の品質に大きく依存する。このため、特許文献１の超電導部材は、所望の超電導特性を発揮できないことがあり、これにより、歩留まりの低下が問題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する超電導部材は、溝が形成されている支持基板と、溝の内面を被膜する超電導体膜と、溝内に充填されている常電導体部とを備える。
【０００６】
上記の超電導部材は、超電導体膜が溝の内面を被膜するように構成されている。上記の超電導部材は、超電導体膜が常電導体部の製造バラツキの影響を受け難い構造である。このため、上記の超電導部材は、所望の超電導特性を発揮し易い構造であり、歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】超電導エネルギー貯蔵装置を示す概略図。
【図２】超電導コイルを示す概略図。
【図３】超電導コイルの分解概略図。
【図４】超電導コイルの一部断面図。
【図５】第１支持基板の平面図。
【図６】第２支持基板の平面図。
【図７】第１支持基板の巻線部の長手方向の外側端部断面図。
【図８】超電導部材の拡大断面図。
【図９】超電導部材、超電導コイルの製造方法のフローチャートを示す図。
【図１０】超電導部材の要部断面図。
【図１１Ａ】超電導部材の電子顕微鏡写真。
【図１１Ｂ】図１１Ａの拡大写真（図１１Ａの破線部１００に相当）。
【図１１Ｃ】図１１Ｂの拡大写真（図１１Ｂの破線部２００に相当）。
【図１１Ｄ】図１１Ｃの拡大写真（図１１Ｃの破線部３００に相当）。
【図１２】超電導コイルの製造方法の研削工程を説明するための第１支持基板の巻線部の外側端部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。
【０００９】
（特徴１）  本明細書に開示する超電導部材において、溝の側面は、深さ方向に沿って繰り返す凹凸を有していてもよい。また、超電導体膜は、凹凸に対応して繰り返す複数の突起を有していてもよい。このような構成によると、超電導体膜の突起同士の電磁カップリングにより、電流の蓄積や放出の高速性を向上することができる。
【００１０】
（特徴２）  本明細書に開示する超電導部材において、超電導体膜と常電導体部の間に設けられているバリア層をさらに備えていてもよい。また、バリア層の材料は、ＴｉＮであることが好ましい。この材料のバリア層は、超電導体膜の複数の突起の表面を良好に被覆することができる。
【００１１】
（特徴３）  本明細書に開示する超電導コイルでは、複数の超電導部材が積層しており、複数の超電導部材の各々の溝は、軸回りに沿って伸びていてもよい。また、積層方向に隣り合う超電導部材では、一方の超電導体膜と他方の超電導体膜が電気的に接続されているとともに、一方の常電導体部と他方の常電導体部が電気的に接続されていることが好ましい。このような構成の超電導コイルは、支持基板を積層させるという簡易な方法で作製可能な構造である。
【００１２】
（特徴４）  本明細書に開示する超電導コイルは、超電導エネルギー貯蔵装置に用いられてもよい。このような超電導エネルギー貯蔵装置は、小型であり、大容量なエネルギーを貯蔵することができる。
【００１３】
（特徴５）  本明細書に開示する超電導部材の製造方法は、支持基板に溝を形成する溝形成工程と、溝形成工程の後に、溝の内面に超電導体膜を被膜する被膜工程と、被膜工程の後に、溝内に常電導体部を充填する充填工程とを備えていてもよい。
【００１４】
（特徴６）  本明細書に開示する超電導部材の製造方法は、被膜工程と充填工程の間に、超電導体膜と常電導体部の間にＴｉＮを材料とするバリア層を形成するバリア層形成工程をさらに備えていてもよい。また、溝形成工程では、溝がＤｅｅｐ−ＲＩＥ法を利用して形成され、被膜工程では、超電導体膜が反応性マグネトロンＲＦスパッタ法を利用して形成され、バリア層形成工程では、バリア層がＡＬＤ法を利用して形成されてもよい。このような溝形成工程と被膜工程を実施すると、溝の側面には、複数の突起を有する超電導体膜が形成される。バリア層形成工程は、このような複数の突起の表面に対しても、良好なバリア層を被膜することができる。
【００１５】
（特徴７）  本明細書に開示する超電導コイルの製造方法は、複数の超電導部材を形成する超電導部材形成工程と、複数の超電導部材を積層する積層工程とを備えていてもよい。また、超電導部材形成工程は、支持基板に、軸回りに沿って伸びているとともに残部よりも深く形成されている接続部を含む溝を形成することと、溝を形成した後に、溝の内面に超電導体膜を被膜することと、超電導体膜を被膜した後に、溝内に常電導体部を充填することとを有していてもよい。また、積層工程は、支持基板の溝と対向する面を研削し、接続部に存在する超電導体膜と常電導体部を露出させることと、積層方向に隣り合う超電導部材を接合することとを有していてもよい。この製造方法では、積層方向に隣り合う超電導部材を接合すると、一方の超電導部材の露出した超電導体膜が他方の超電導部材の超電導体膜に電気的に接続し、一方の超電導部材の露出した常電導体部が他方の超電導部材の常電導体部に電気的に接続してもよい。このような製造方法は、所望の超電導特性を発揮し易い超電導コイルを製造することができる。
【実施例１】
【００１６】
図１に示すように、超電導エネルギー貯蔵装置１は、４つの超電導コイル２を備えている。隣り合う超電導コイル２は、漏れ磁場を低減するために、極性の向きが逆向きとなるように配置されている。なお、４つの超電導コイル２は、図示しないクライオスタットに収納されており、液体ヘリウムによる冷却が可能となるように構成されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、超電導コイル２は、複数枚の超電導部材１０が積層して構成されている。超電導部材１０は、支持基板３及びその支持基板３に配設されている巻線部４を備えている。超電導コイル２では、積層方向（紙面上下方向）に隣り合う超電導部材１０において、巻線部４が電気的に接続されている。これにより、複数の超電導部材１０に亘って電気的に接続された巻線部４がソレノイド型コイルを構築している。超電導コイル２は、約５００枚の超電導部材１０が積層されており、その高さが約３００ｍｍである。
【００１８】
図４に示すように、支持基板３には、第１支持基板３ａと第２支持基板３ｂの２種類が存在しており、積層方向に交互に積層されている。図４及び図５に示すように、第１支持基板３ａには、軸５の周囲を渦巻状に伸びている溝２０が形成されており、その溝２０内に巻線部４が充填されている。第１支持基板３ａの巻線部４は、外側端部４Ａから内側端部４Ｂまで時計回りに形成されている。また、図４及び図６に示すように、第２支持基板３ｂにも、軸５の周囲を渦巻状に伸びている溝２０が形成されており、その溝２０内に巻線部４が充填されている。第２支持基板３ｂの巻線部４は、外側端部４Ｄから内側端部４Ｃまで反時計回りに形成されている。
【００１９】
図４に示すように、第１支持基板３ａの巻線部４の外側端部４Ａ（図５に図示）は、第１支持基板３ａを上面から下面まで貫通するコンタクトホール１０ａを有する。図７に示すように、コンタクトホール１０ａは、巻線部４の外側端部４Ａの一部である。また、第２支持基板３ｂの巻線部４の内側端部４Ｃ（図６に図示）も、第２支持基板３ｂを上面から下面まで貫通するコンタクトホール１０ｃを有する。支持基板３ａ，３ｂが積層されると、第１支持基板３ａのコンタクトホール１０ａと、下側に積層される第２支持基板３ｂの巻線部４の外側端部４Ｄ（図６に図示）であって、第１支持基板３ａのコンタクトホール１０ａに対応する位置に形成されたコンタクト部１０ｄとが当接することで電気的に接続される。さらに、第１支持基板３ａの巻線部４の内側端部４Ｂ（図５に図示）に形成されたコンタクト部１０ｂは、上側に積層される第２支持基板３ｂの巻線部４の内側端部４Ｃであって、第１支持基板のコンタクト部１０ｂに対応する位置に形成されたコンタクトホール１０ｃと当接することで電気的に接続される。このように、コンタクトホール１０ａとコンタクト部１０ｄにおける接続と、コンタクト部１０ｂとコンタクトホール１０ｃにおける接続が、積層方向に沿って交互に行われている。なお、コンタクトホール１０ａ，１０ｃ及びコンタクト部１０ｃ，１０ｄは、良好な電気的接続を可能とするために、巻線部４の残部よりも幅広に構成されている。
【００２０】
上記したように、第１支持基板３ａの巻線部４が時計回りに形成されており、第２支持基板３ｂの巻線部４が反時計回りに形成されているので、例えば、紙面下側から紙面上側に向けて複数の支持基板３ａ，３ｂを亘って巻線部４を流れる電流は、平面視したときに、常に時計回りに流れることができる。
【００２１】
次に、巻線部４について説明する。図８に示すように、巻線部４は、支持基板３に形成されている溝２０に充填されており、超電導体膜１４と、常電導体部１６と、バリア層１８と、下地層１７とを備える。
【００２２】
支持基板３には、軸回りに沿って伸びる溝２０が形成されている。溝２０の側面２１は、深さ方向に沿って繰り返す凹凸状に形成されている。また、溝２０の底面２２の幅方向における中央部は、深さ方向にわずかに膨らんでいる。支持基板３には、超電導体膜１４に作用する電磁力を負担することが可能な引っ張り強度を有する材料が選択される。支持基板３には、例えば、単結晶シリコンが用いられる。なお、支持基板３の材料は上記の単結晶シリコンに限られず、超電導体膜１４に作用する電磁力を負担することが可能な材料（例えば、多結晶シリコン、単結晶炭化ケイ素、単結晶酸化アルミニウム、単結晶窒化ホウ素等）であればよい。
【００２３】
超電導体膜１４は、支持基板３に形成された溝２０の内面に絶縁膜（図示省略）を介して被膜しており、溝２０の側面２１の凹凸に対応して繰り返す複数の突起１４ａを有する。超電導体膜１４の突起１４ａは、溝２０の側面２１の凹部に形成されている。超電導体膜１４の材料には、例えば、ＮｂＮが用いられる。なお、超電導体膜１４の材料は上記のＮｂＮに限られず、他の金属系材料（例えば、ＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、ＭｇＢ２）や酸化物系材料（例えば、ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７（ＹＢＣＯ）、Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏｘ（Ｂｉ２２１２））、有機系材料（例えば、β−（ＢＥＤＴ−ＴＴＦ）２／３、Ｋ３Ｃ６０、Ｒｂ３Ｃ６０、Ｃ６Ｃａ（グラファイト））を用いることができる。超電導体膜１４の突起１４ａの厚さは、約２μｍである。
【００２４】
常電導体部１６は、溝２０内に充填されている。常電導体部１６には、例えば銅（Ｃｕ）が用いられる。常電導体部１６は、クエンチ現象を抑制するために設けられている。
【００２５】
バリア層１８は、超電導体膜１４と常電導体部１６との間に形成されている。バリア層１８には、ＴｉＮが用いられる。バリア層１８は、下地層１７の磁性体が持つ磁気スピンによる磁気相互作用で、超電導体膜１４に形成されるクーパー対が破壊されることを防止するために設けられている。
【００２６】
下地層１７は、バリア層１８と常電導体部１６との間に形成されている。下地層１７には、例えば、ＮｉＰが用いられる。下地層１７は、常電導体部１６が剥離することを抑制するために設けられている。
【００２７】
次に、超電導コイル２の製造方法について図９を参照して説明する。超電導コイル２の製造方法は、超電導部材１０の形成工程と、積層工程とを有する。
【００２８】
超電導部材１０の形成工程は、溝形成工程と、被膜工程と、バリア層形成工程と、充填工程とをこの順に有する。
【００２９】
溝形成工程では、まず、支持基板３に、軸回りに沿って伸びる溝２０を形成する（Ｓ２０）。溝形成工程には、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ（Ｄｅｅｐ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法が用いられる。Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ法では、エッチングを断続的に実施する。このため、溝形成工程によって形成された溝２０は、その側面２１に深さ方向に沿って繰り返す凹凸を有している。また、溝２０の底面２２の幅方向における中央部は、深さ方向にわずかに膨らんでいる。なお、溝２０の側面２１は、深さ方向に沿って波型の形状を有していると換言してもよい。次に、図１０に示すように、支持基板３の溝２０の端部に、残部よりも深く形成されているとともに幅広なコンタクト溝２０ａを形成する（Ｓ２２）。このコンタクト溝２０ａは、第１支持基板３ａの外側端部４Ａのコンタクトホール１０ａ（図４及び図５参照）及び第２支持基板３ｂの内側端部４Ｃのコンタクトホール１０ｃ（図４及び図６参照）に対応する。コンタクト溝２０ａは、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ法によって形成することができる。コンタクト溝２０ａは、平面視において、方形である。コンタクト溝２０ａは、溝２０と同様に、その側面２１ａに深さ方向に沿って繰り返す凹凸を有していてもよい。また、コンタクト溝２０ａの底面２２ａの中心部は、深さ方向にわずかに膨らんでいる。コンタクト溝２０ａの底面２２ａは、角柱の角が面取りされている内面の形状を有していると換言してもよい。なお、コンタクト溝２０ａの形成の際には、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ法の条件を制御することによって、溝２０が有する凹凸と比較して、コンタクト溝２０ａが有する凹凸を小さくする、または凹凸を無くすことが好ましい。
【００３０】
次に、被膜工程では、溝２０及びコンタクト溝２０ａの内面に超電導体膜１４を被膜する（Ｓ２４）。なお、被膜工程に先立って、溝２０及びコンタクト溝２０ａの内面に絶縁膜として酸化膜を形成するのが望ましい。被膜工程には、反応性マグネトロンＲＦスパッタ法が用いられる。被膜工程によって形成された超電導体膜１４は、溝２０の凹凸に対応して繰り返す複数の突起を有している。また、形成された超電導体膜１４において、溝２０及びコンタクト溝２０ａの底面２０及び２２ａに形成された部分は、側面２１及び２１ａに形成された部分よりわずかに厚くなっている。
【００３１】
次に、バリア層形成工程では、超電導体膜１４を被膜するように、バリア層１８が形成される（Ｓ２６）。バリア層形成工程には、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が用いられる。バリア層１８の原料としては、Ｔｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４（ＴＤＭＡＴ）が用いられる。詳細には、バリア層１８の成膜条件は、ＴＤＭＡＴ原料シリンダー温度が７５°Ｃ、原料マニホールド温度が１５０°Ｃ、チャンバー温度が１５０°Ｃ、Ａｒキャリアガス流量が３０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅｓ）、ＴＤＭＡＴパルス幅が０．３秒であり、プラズマ照射の条件は、Ａｒ流量が１００ｓｃｃｍ、Ｎ２流量が５０ｓｃｃｍ、Ｈ２流量が２０ｓｃｃｍ、ＲＦパワーが３００Ｗ、照射時間が３０秒である。また、バリア層１８の成膜プロセスは、まず、ＴＤＭＡＴパルスを吹き付けた後、直ぐにメインバルブを閉める。所定時間経過後（例えば、１０秒後）、メインバルブを開け、その後、窒素プラズマを吸着したＴＤＭＡＴへ照射する。これにより、ＴＤＭＡＴが分解、窒化し、ＴｉＮのバリア層１８が得られる。
【００３２】
図１１Ａ〜１１Ｄに、バリア層形成工程後の超電導部材１０の電子顕微鏡写真を示す。このように、溝２０の側面２１に深さ方向に沿って繰り返す凹凸が形成されており、その凹凸に対応して超電体膜１４の突起１４ａが繰返し形成されている。そのような複雑な超電体膜１４の突起１４ａの表面をバリア層１８が良好に被膜する様子が確認された。
【００３３】
次に、充填工程では、溝２０及びコンタクト溝２０ａ内に常電導体部１６を充填する（Ｓ２８）。充填工程には、例えば、メッキ法が用いられる。なお、充填工程は、上記のメッキ法に限られず、半導体製造技術において汎用されている蒸着技術を用いることができる。
【００３４】
上記の形成工程を経ることによって、超電導部材１０が製造される。
【００３５】
次に、超電導部材１０を積層して超電導コイル２を完成させる。この超電導部材１０の積層工程は、研削工程と、接合工程とを有する。研削工程では、支持基板３の溝２０と対向する面を研削し、コンタクト溝２０ａに存在する超電導体膜１４と常電導体部１６を露出させる（Ｓ３０）。研削工程には、エッチング技術を用いることができ、赤外光によって、コンタクト溝２０ａの側面２１ａに存在する超電導体膜１４及び常電導体部１６を確認できる位置で研削を終了する。具体的には、支持基板３の溝２０と対向する面を研削していくと、まず、超電導体膜１４が露出する。さらに研削を続けると、露出面（コンタクト溝２０ａと対向する面）の中心部から、常電導体部１６が露出してくる。コンタクト溝２０ａの底面２２ａの中心部は、深さ方向にわずかに膨らんでいるため、露出面が、溝２０ａの深さ方向において溝２０ａの領域α（図１２に図示）に存在するときは、露出面は円形である。その後さらに研削を続けていくと、溝２０ａは平面視において方形であるため、露出面が、溝２０ａの深さ方向において溝２０ａの領域β（図１２に図示）に達すると、露出面に角が現れる。赤外光によりこの角を検出できた位置で研削を終了する。これにより、上述したコンタクトホール１０ａ及び１０ｃを形成することができる。
【００３６】
接合工程では、研削工程を経た複数の超電導部材１０を積層方向に沿って接合する（Ｓ３２）。上記したように、超電導部材１０の支持基板３には、巻回方向が異なる２種類の支持基板３ａ，３ｂが存在する。接合工程では、第１支持基板３ａに対応する超電導部材１０と第２支持基板３ｂに対応する超電導部材１０を積層方向に沿って交互に接合する。これにより、第１支持基板３ａに対応する超電導部材１０のコンタクトホール１０ａにおける露出した超電導体膜１４が、下側に積層される第２支持基板３ｂに対応する超電導部材１０のコンタクト部１０ｄにおける超電導体膜１４に電気的に接続し、第１支持基板３ａに対応する超電導部材１０のコンタクトホール１０ａにおける露出した常電導体部１６が、第２支持基板３ｂに対応する超電導部材１０のコンタクト部１０ｄにおける常電導体部１６に電気的に接続する。
【００３７】
上述したように、超電導コイル２は、形成工程と積層工程とを経ることによって製造される。
【００３８】
上述した実施例では、超電導部材１０は、溝２０が形成されている支持基板３と、溝２０の内壁を被膜する超電導体膜１４と、溝２０内に充填されている常電導体部１６とを備える。上記の超電導部材１０では、超電導材料が溝２０の内壁を被膜するように構成されている。このため、超電導材料を被膜する際に製造ばらつきの影響を抑制することができ、所望の超電導特性を安定して発揮することができる。
【００３９】
また、超電導体膜１４は、溝２０の凹凸に対応して繰り返す複数の突起１４ａを有する。このため、超電導体膜１４の突起１４ａそれぞれが超電導材料の細線となり、突起１４ａ同士の磁気カップリングにより、電流の蓄積及び放出の高速性を向上することができる。
【００４０】
また、超電導部材１０の製造方法では、バリア層１８は、ＡＬＤ法を用いて形成されている。これによって、バリア層１８を、突起１４ａを有する超電導体膜１４の複雑な構造の隙間にも、付き周り良く成膜することができる。このため、超電導体膜１４で形成されるクーパー対が、磁気相互作用により破壊されることを防止できる。また、ＡＬＤ法では、比較的低温でバリア層１８を成膜することができるため、超電導体膜１４への温度による影響（例えば、超電導特性の低下）を抑制することができる。
【００４１】
また、超電導コイル２の製造方法では、研削工程によって、コンタクトホール１０ａの側面２１ａに存在する超電導体膜１４と、コンタクト部１０ｄの表面に存在する超電導体膜１４の幅を調整し、積層方向に隣り合う超電導部材１０を接合する。これによって、上側の超電導部材１０と下側の超電導部材１０の超電導体膜１４同士を物理的に接触させることができる。このため、優れた超電導特性を有する超電導コイル２を製造することができる。
【００４２】
以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する蓄電装置は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００４３】
本実施例では、バリア層の材料はＴｉＮに限られず、非磁性であって、電気伝導性と熱伝導性を有する材料が用いられてもよい。
【００４４】
また、研削工程では、支持基板、超電導体膜及び常電導体部のエッチングレートを制御して研削してもよい。具体的には、超電導体膜及び常電導体部に対して支持基板のエッチングレートを大きくしてもよい。このように構成した工程では、支持基板は、露出面と比較して研削されやすくなるため、研削面に対して、超電導体膜及び常電導体部がわずかに突出する。したがって、続く積層工程において、隣り合う超電導部材の超電導体膜同士及び常電導体部同士を好適に接合することができる。
【００４５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４６】
１：超電導エネルギー貯蔵装置
２：超電導コイル
３：支持基板
３ａ：第１支持基板
３ｂ：第２支持基板
４：巻線部
５：軸
１０：超電導部材
１０ａ、１０ｃ：コンタクトホール
１０ｂ、１０ｄ：コンタクト部
１４：超電導体膜
１６：常電導体部
１８：バリア層
２０：溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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