(57)【要約】【課題】安定化材である金属又は合金に埋まった形態の、種々の特性、例えば、歪、及び、雰囲気等の影響を、最小限に抑える、複合超電導線材を作製すること。【解決手段】（１）歪については、高歪領域に、耐歪特性の優れた超電導体を配置し、低歪領域には、耐歪特性は劣っているが、超電導特性の優れた超伝導体を配置する、（２）環境特性については、耐環境特性の優れた超伝導体を、環境の影響を受けやすい領域に配置し、耐環境特性の劣っている超電導体は、環境の影響を受けにくい領域に配置する、という配慮をして、複合超電導線材を作製した。このような配慮をした複合超電導線材を作製することにより、大きく超電導特性を改善することができた。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定化材である、金属又は合金薄板１１上に、一層以上の単結晶、又は、多結晶からなる、バッファー層３１を作成し、２種類以上の超電導体薄膜単結晶、及び、又は、超電導体薄膜多結晶からなる２層以上の層からなる超電導体層１、或いは、２種類以上の超電導体線状単結晶、及び、又は、超電導体線状多結晶からなる２層以上の層からなる超電導体層２を作成し、その上を、安定化材である金属又は合金被覆層４１で被覆した複合超電導体、又は、複合超電導線材。
【請求項２】
安定化材である、金属又は合金薄板１１上に、２種類以上の超電導体薄膜単結晶、及び、又は、超電導体薄膜多結晶からなる２層以上の層からなる超電導体層１、或いは、２種類以上の超電導体線状単結晶、及び、又は、超電導体線状多結晶からなる２層以上の層からなる超電導体層２を作成し、その上を、安定化材である金属又は合金被覆層４１で被覆した複合超電導体、又は、複合超電導線材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定化材である金属又は合金１１及び被覆層４１に挟まれた形態で、バッファー層３１を介して、又は、安定化材１１上に直接成膜させた、２種類以上の超電導体からなる、複合超電導構造体、及び、複合超電導線材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超電導線材は、１種類の超電導体を、安定化材である金属又は合金１１に埋め込んだ構造からなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】２種類以上の複合超電導体を組み込むことにより、過酷な、種々の使用条件に適合する、超電導特性の高い超電導体、又は、超電導線材を作製すること。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前項［発明が解決しようとする課題］に記載した、「過酷な、種々の使用条件」の中には、高歪特性、及び、耐環境特性等が含まれる。これらの目的を達成するために、本発明では、例えば、高歪特性が要求される、外輪又は内輪側には、大きい歪でも、超電導特性の劣化が少ない、超伝導体及び線材構造を使用する、並びに、或いは、超電導特性は極めて優れているが、雰囲気、例えば、水分により劣化しがちな超電導体は、内部に位置し、雰囲気の影響を受けにくい超電導体は、外部側に位置する、複合超電導体、又は、複合超電導線材構造にする。
【０００５】
【発明の実施の形態】［耐歪特性を改善する線材構造の場合］（１）安定化材である金属又は合金多結晶体１１のリボンを作成する。（２）安定化材１１上に、１層以上の、バッファー層薄膜を、メタル・オーガニック・ケミカル・ヴェイパー・デポジション法（英語では、Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ、以後、ＭＯＣＶＤ法と略記する）、モレキュラー・ビーム・エピタキシ法（英語では、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ　Ｍｅｔｈｏｄ、以後、ＭＢＥ法と略記する）、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、レーザー・アブレーション法（英語では、Ｌａｓｅｒ　Ａｂｌａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ、以下、ＬＡ法と略記する）等の装置、及び、熱処理を用いて作成する。（３）高引張歪側及び高圧縮歪側に、高い歪が生じても超電導特性が劣化しにくい適切な超電導体薄膜を、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、ＬＡ法等、及び、熱処理を用いて作成する。（４）小さな歪しか加わらない中央部分は、歪による劣化は大きいが、歪が小さい場合には、超電導特性のよい超電導体を配置するように、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、ＬＡ法等、及び、熱処理を用いて成膜する。（５）安定化材１１と等しい金属、又は、合金からなる被覆層４１を、同じくＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、ＬＡ法等の方法を用いて作成する。
【０００６】
（１）、（２）、（３）、（４）、及び、（５）、又は、（１）、（３）、（４）、及び、（５）の工程を用いて、超電導線材を作製する。
【０００７】
［耐環境特性を改善する線材構造の場合］（１）安定化材である金属又は合金多結晶体１１のリボンを作成する。（２）安定化材１１上に、１層以上の、バッファー層薄膜を、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、ＬＡ法等の装置、及び、熱処理を用いて作成する。（３）超電導体、又は、超電導線材の外側に、耐環境性の高い、即ち、水分の多い環境においても超電導特性が劣化しにくい超電導体薄膜を、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、ＬＡ法等の装置、及び、熱処理を用いて作成する。（４）環境の影響を受けにくい中央部分に、環境の影響は大きいが、安価、高臨界電流、高臨界温度等の観点で、優れた超電導特性を有する超電導体を配置するように、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、スパッター法、溶融金属蒸着法、又は、ＬＡ法等の装置、及び、熱処理を用いて成膜する。（５）安定化材１１と等しい金属、又は、合金からなる被覆層４１を、同じくＣＶＤ法、ＭＢＥ法、溶融金属蒸着法、又は、スパッター法等の方法を用いて作成する。
【０００８】
（１）、（２）、（３）、（４）、及び、（５）、又は、（１）、（３）、（４）、及び、（５）の工程を用いて、超電導線材を作製する。
【０００９】
【実施例】
［実施例１、耐歪効果の例］　（１）安定化材に、厚さ２ｍｍのＡｇリボン１１を使用した。（２）ＣＶＤ法により、厚さ５ｎｍのＣｅＯ２バッファー層薄膜を作成した。（３）この上に、ＣＶＤ法により、厚さ１００μｍのＭｇＢ２薄膜を作成した。（４）この上に、１００μｍのＹＢａ２Ｃｕ４Ｏ８薄膜を作成した。（５）この上に、前記（３）の工程を行い、厚さ１００μｍのＭｇＢ２薄膜を作成した。（６）この上を、スパッタ−法を用いて、厚さ１ｍｍのＡｇ被覆膜４１で覆い、酸化物超電導体線材を得た。この線材の断面構造を図１に示す。（７）半径１０ｍｍ、及び、１０ターンの回路を作り、２０Ｋの試験温度、及び、２０テスラの外部磁場の条件下で試験した。（８）［試験結果］厚さ３００μｍのＹＢａ２Ｃｕ４Ｏ８薄膜のみを、等しい厚さの安定化材に挟んだ線材構造を持つ、超電導線材の場合には、超電導線材の特性である臨界電流密度Ｊｃは、２５ｋＡ／ｍｍ２であったが、本実施例の線材構造の場合には、等しい試験条件で３４ｋＡ／ｍｍ２に向上した。
【００１０】
［実施例２、耐環境性の例］　（１）安定化材に、幅８ｍｍ、及び、厚さ２ｍｍのＡｇリボン１１を使用し、リソグラフィ法及びエッチング法により、幅４ｍｍ、及び、深さ３００μｍの溝を作成した。（２）ＣＶＤ法により、厚さ５ｎｍのＣｅＯ２バッファー層薄膜を作成した。（３）次ぎの工程で作成する中心部分の超電導材を取り囲む形態で、リソグラフィ法及びエッチング法により、厚さ２００μｍのＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０薄膜を作成した。（４）芯材の超電導材として、厚さ１００μｍのＴｌＢａ２Ｃａ４Ｃｕ５Ｏ１１薄膜を作成した。（５）この上を、厚さ１００μｍのＢｉ２Ｓｒ２Ｃａ２Ｃｕ３Ｏ１０薄膜を作成した。（６）この上を、スパッタ−法により、厚さ１ｍｍのＡｇ被覆膜４１で覆い、図２に示すような、安定化材で囲まれた形態を有する、複合酸化物超電導体線材を得た。（７）安定化材に囲まれた、等しい超電導体サイズのＴｌＢａ２Ｃａ４Ｃｕ５Ｏ１１薄膜のみの超電導線材を、比較材として、作成した。（８）製作直後、９５％水蒸気雰囲気で、１ヶ月後、及び、５ヶ月保持後の特性比較を、５０Ｋの試験温度、１０テスラの外部磁場の条件で行った。比較材である単体超電導線材、及び、本実施例で作成した超電導線材の、臨界電流密度Ｊｃの測定結果を、［表１］に示す。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、超電導線材断面内で、例えば、
（１）　大きな歪が生じる領域には、歪による劣化の少ない超電導体を配置する、
（２）水分の影響を受けやすい超電導体は、雰囲気の影響が、小さくなる領域に配置する、
等の、線材構造に対する配慮を行うことにより、超電導特性を大きく改善することができた。
【００１３】
【図面の簡単な説明】
【図１】歪に対して配慮した、複合超電導線材。
【図２】雰囲気に対して配慮した複合超電導線材。
【符号の説明】
１：超電導体層
２：超電導体層
３：超電導体層
１１：金属又は合金安定化材
２１：バッファー層
３１：サイド安定化材
４１：金属又は合金被覆層
【図１】
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【図２】
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