(57)【要約】【課題】コストアップや線材サイズの増大化を招く安定化層に替えて、酸化物超電導層と金属基板との間の導電性を中間層以外の層で容易に確保することができる薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法を提供する。【解決手段】帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材を長手方向に切断して薄膜酸化物超電導線材を製造する薄膜酸化物超電導線材の製造方法であって、切断箇所に赤外光レーザを照射して薄膜酸化物超電導線材を長手方向に熱切断する熱切断工程を備えており、前記熱切断工程において、前記薄膜酸化物超電導線材を熱切断することにより、切断された薄膜酸化物超電導線材の両側面に、切断時に融解した薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層を、酸化物超電導層と金属基板とを電気的に接続する導電層として形成する薄膜酸化物超電導線材の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材を、長手方向に切断して所望の幅の薄膜酸化物超電導線材を製造する薄膜酸化物超電導線材の製造方法であって、
切断箇所に赤外光レーザを照射して前記薄膜酸化物超電導線材を長手方向に熱切断する熱切断工程を備えており、
前記熱切断工程において、前記薄膜酸化物超電導線材を熱切断することにより、切断された前記薄膜酸化物超電導線材の両側面に、切断時に融解した前記薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層を、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成する薄膜酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項２】
前記熱切断を、前記金属基板側から前記赤外光レーザを照射すると共に、前記金属基板側から切断箇所に向けてアシストガスを吹き付けて行う請求項１に記載の薄膜酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項３】
切断後の前記薄膜酸化物超電導線材を、その後、酸素ガス雰囲気中で熱処理する請求項１または請求項２に記載の薄膜酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項４】
切断後の前記薄膜酸化物超電導線材の前記酸化物超電導層上、または、切断後の前記薄膜酸化物超電導線材の外周に、さらに保護層を形成する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の薄膜酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項５】
切断後の前記薄膜酸化物超電導線材の外周に、さらに絶縁層を形成する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の薄膜酸化物超電導線材の製造方法。
【請求項６】
帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材であって、
両側面に、前記薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層が、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成されている薄膜酸化物超電導線材。
【請求項７】
前記酸化物超電導層または前記酸化物超電導層上に設けられた銀層と、前記金属基板との間の電気抵抗が、線材長さ１ｃｍあたり２Ω以下である請求項６に記載の薄膜酸化物超電導線材。
【請求項８】
前記金属基板が、少なくとも長手方向に連続した良導体部を有している請求項６または請求項７に記載の薄膜酸化物超電導線材。
【請求項９】
前記金属基板を挟んで、両面に中間層を介して酸化物超電導層が形成されている請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の薄膜酸化物超電導線材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状の金属基板上に酸化物超電導体からなる超電導層が設けられた薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転移温度（Ｔｃ）が液体窒素温度以上の高温超電導体である酸化物超電導体からなる超電導層が設けられた薄膜酸化物超電導線材は、一般に、幅１〜１０ｃｍ程度の金属基板上に中間層、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層、保護層としての銀層を順次形成した後、用途にあわせた所定の線材幅に切断加工することにより製造されている。
【０００３】
このとき、通電時の安定性を確保するために、通常は、切断後の薄膜酸化物超電導線材の外周を銅メッキしたり（図６参照）、酸化物超電導層の上面に銅テープを貼り付けたり（図７参照）して、安定化層を形成することが行われている（特許文献１、２）。なお、図６および図７において、５１は薄膜酸化物超電導線材、２は金属基板、３は中間層、４は酸化物超電導層、５は保護層、９は安定化層である。
【０００４】
また、このような安定化層の形成に替えて、酸化物超電導層と金属基板との間に導電性を持たせることにより金属基板で通電時の安定性を確保することが考えられ、具体的には、上記した中間層を導電性材料で形成することが提案されている（特許文献３〜５、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５６０４８号公報
【特許文献２】特開平０７−０３７４４４号公報
【特許文献３】特開２００５−０４４６３６号公報
【特許文献４】米国特許第６６１７２８３号明細書
【特許文献５】米国特許第６９５６０１２号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ティー  アイタグ（Ｔ．Ａｙｔｕｇ）他、導電性銅ベースのコーティングされた導電体の電磁気的特性（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｕ−ｂａｓｅｄ  ｃｏａｔｅｄ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）、応用物理レター（ＡＰＰＬＩＥＤ  ＰＨＹＳＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ）、米国、米国物理学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、２００３年１１月１０日、８３巻（ＶＯＬＵＭＥ  ８３）、１９号（ＮＵＭＢＥＲ  １９）、３９６３頁〜３９６５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、銅メッキ処理や銅テープの貼り付けにより安定化層を形成することは、コストアップを招くだけでなく、線材のサイズの増大化を招いてしまう。
【０００８】
また、中間層を導電性材料で形成しようとした場合、中間層は、超電導層への元素拡散の防止や超電導層との格子整合という従来の役割に、さらに超電導層と金属基板との間の導電性確保という新たな役割が加わることになる。このような多岐にわたる役割を十分に果たすことができる特性を有し、かつ形成しやすい中間層材料を見出すことは容易なことではない。
【０００９】
そこで、本発明は、コストアップや線材サイズの増大化を招く安定化層に替えて、酸化物超電導層と金属基板との間の導電性を中間層以外の層で容易に確保することができる薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る薄膜酸化物超電導線材の製造方法は、
帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材を、長手方向に切断して所望の幅の薄膜酸化物超電導線材を製造する薄膜酸化物超電導線材の製造方法であって、
切断箇所に赤外光レーザを照射して前記薄膜酸化物超電導線材を長手方向に熱切断する熱切断工程を備えており、
前記熱切断工程において、前記薄膜酸化物超電導線材を熱切断することにより、切断された前記薄膜酸化物超電導線材の両側面に、切断時に融解した前記薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層を、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成する薄膜酸化物超電導線材の製造方法である。
【００１１】
本発明の一態様に係る薄膜酸化物超電導線材は、
帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材であって、
両側面に、前記薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層が、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成されている薄膜酸化物超電導線材である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コストアップや線材サイズの増大化を招く安定化層に替えて、酸化物超電導層と金属基板との間の導電性を中間層以外の層で容易に確保することができる薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【図３】第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【図４】第４の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【図５】第５の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【図６】従来の超電導線材の構成の一例を示す断面図である。
【図７】従来の超電導線材の構成の他の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本発明の実施態様の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１５】
（１）本発明の一態様に係る薄膜酸化物超電導線材の製造方法は、
帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材を、長手方向に切断して所望の幅の薄膜酸化物超電導線材を製造する薄膜酸化物超電導線材の製造方法であって、
切断箇所に赤外光レーザを照射して前記薄膜酸化物超電導線材を長手方向に熱切断する熱切断工程を備えており、
前記熱切断工程において、前記薄膜酸化物超電導線材を熱切断することにより、切断された前記薄膜酸化物超電導線材の両側面に、切断時に融解した前記薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層を、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成する薄膜酸化物超電導線材の製造方法である。
【００１６】
本発明者は、上記した課題の解決について検討する中で、赤外光レーザを照射して熱切断された薄膜酸化物超電導線材の断面を観察したところ、切断面である両側面に新たな層が形成されている場合があることに気付いた。一方、スリッター等を用いて機械的に切断する方法や、紫外光レーザの照射により切断する方法の場合には、このような層は形成されていなかった。
【００１７】
そして、この層を構成している材料を分析したところ、主に、銅、銀、鉄、ニッケル、バリウム、Ｇｄ等の希土類元素等が検出され、この層は赤外光レーザを照射する熱切断時に融解した薄膜酸化物超電導線材を構成する材料、即ち、金属基板材料、酸化物超電導層材料、保護層材料が混合体として固化することにより形成された層であることが分かった。
【００１８】
さらに、このような層が形成された薄膜酸化物超電導線材について表面の酸化物超電導層側と裏面の金属基板側との間における電気抵抗を測定したところ、線材長さ１ｃｍあたり２Ω以下と低い値であり、十分な導電性があることが分かった。このような低い電気抵抗が得られた理由としては、上記したように、この層が薄膜酸化物超電導線材を構成する材料からできているためと推測される。
【００１９】
本実施態様は、以上の知見に基づくものであり、このような導電層を形成させることにより、安定化層を設けなくても通電時の安定性を確保することができる。そして、このような導電層は、赤外光レーザを照射して熱切断する際に形成させればよいため、中間層の役割を付加する必要もなく、容易に酸化物超電導層と金属基板との間の導電性を確保することができる。
【００２０】
そして、安定化層を設けなくてもよいため、コストの低減を図ることができると共に、薄膜酸化物超電導線材のサイズをコンパクト化することができ、薄膜酸化物超電導線材を使用した機器もコンパクト化することができる。
【００２１】
また、酸化物超電導層と金属基板との間の導電性を確保することにより、従来のように、酸化物超電導層の上に銀層を保護層として設ける場合でも、厚みは１μｍ以下で十分であり設けなくてもよいようになり、この面からもコストの低減を図ることができる。
【００２２】
なお、上記した導電層においては、中間層を構成する材料が含まれていてもよい。本来、中間層はセラミックであるため導電性は有しないが、厚みが薄いために導電層に含まれる量も少なく、導電性を阻害することはない。
【００２３】
（２）前記熱切断は、前記金属基板側から前記赤外光レーザを照射すると共に、前記金属基板側から切断箇所に向けてアシストガスを吹き付けて行うことが好ましい。
【００２４】
金属基板側から赤外光レーザを照射することにより、先に金属基板材料が融解するため、側面に平滑な表面の導電層を形成することができる。この時、併せてアシストガスを吹き付けると、融解した各材料を均等に分散させることができ好ましい。
【００２５】
（３）切断後の前記薄膜酸化物超電導線材は、その後、酸素ガス雰囲気中で熱処理することが好ましい。
【００２６】
赤外光レーザによる熱切断の場合、切断時の温度上昇に伴い、酸化物超電導体から酸素が抜け出て超電導特性の低下を招く恐れがあるが、切断後の薄膜酸化物超電導線材を酸素ガス雰囲気中で熱処理することにより、抜け出た酸素が再び酸化物超電導体に取り込まれて、低下した超電導特性を十分に回復させることができる。
【００２７】
（４）切断後の前記薄膜酸化物超電導線材の前記酸化物超電導層上、または、切断後の前記薄膜酸化物超電導線材の外周に、さらに保護層を形成することが好ましい。
【００２８】
保護層を形成することにより、酸化物超電導層が機械的に傷ついたり、空気中の水分などによりダメージを受けたりすることを防止することができる。このとき、通電時の安定性は側面の導電層により既に確保されているため、保護層には従来の銀層のような導電性を必要としない。
【００２９】
（５）切断後の前記薄膜酸化物超電導線材の外周に、さらに絶縁層を形成することが好ましい。
【００３０】
絶縁層を形成することにより、薄膜酸化物超電導線材を機器に使用した際の絶縁性を十分に確保することができる。
【００３１】
（６）本発明の一態様に係る薄膜酸化物超電導線材は、
帯状の金属基板上に中間層を介してＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）系の酸化物超電導層が形成された薄膜酸化物超電導線材であって、
両側面に、前記薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層が、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成されている薄膜酸化物超電導線材である。
【００３２】
前記したように、両側面に薄膜酸化物超電導線材を構成する材料が固化した混合層が、前記酸化物超電導層と前記金属基板とを電気的に接続する導電層として形成されていると、安定化層を設けなくても通電時の安定性を確保することができるため、コンパクトで超電導特性に優れた薄膜酸化物超電導線材を安価に提供することができる。
【００３３】
（７）前記酸化物超電導層または前記酸化物超電導層上に設けられた銀層と、前記金属基板との間の電気抵抗は、線材長さ１ｃｍあたり２Ω以下であることが好ましい。
【００３４】
前記したように、電気抵抗が線材長さ１ｃｍあたり２Ω以下と低い値であると、十分な導電性が確保されて、通電時の安定性が確保される。
【００３５】
（８）前記金属基板は、少なくとも長手方向に連続した良導体部を有していることが好ましい。
【００３６】
このように良導体部を有している金属基板を用いることにより、側面の導電層から金属基板に過電流を効率的に流すことができ、金属基板に安定化層の役割を適切に担わせることができる。このような金属基板としては、ニッケルやＮｉ−Ｗ合金などの配向金属基板、ハステロイなどのＮｉ基耐熱合金基板、銅層を配向層としたクラッド基板、ＳＵＳなどが挙げられるが、この内でも、クラッド基板は金属基板内に電気抵抗が小さな銅層を有しているため、安定化の効果を顕著に発揮する。
【００３７】
（９）前記薄膜酸化物超電導線材は、前記金属基板を挟んで、両面に中間層を介して酸化物超電導層が形成されていることが好ましい。
【００３８】
金属基板の両面に酸化物超電導層が形成されていることにより、薄膜超電導線材の性能を向上させることができ、より高Ｉｃで超電導特性に優れた薄膜酸化物超電導線材を提供することができる。
【００３９】
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４０】
（第１の実施形態）
［１］薄膜酸化物超電導線材
１．薄膜酸化物超電導線材の構成
はじめに、第１の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成について説明する。図１は第１の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【００４１】
図１に示す薄膜酸化物超電導線材１においては、金属基板２上に、中間層３、酸化物超電導層４、酸化物超電導層４および保護層５がこの順に形成されている。
【００４２】
そして、薄膜酸化物超電導線材１の側面には、熱切断に際して熱で融解した金属基板２、中間層３、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ（ＲＥ：希土類元素）の酸化物超電導層４、保護層５（銀層）が冷えて固化した導電層７が形成されている。従って、導電層７は、金属基板２の材料、中間層３の材料、酸化物超電導層４の材料および銀が混在した材料から形成されて、十分な導電性を有している。そして、この導電層７は、図１に示すように、保護層５および酸化物超電導層４と金属基板２を電気的に接続している。
【００４３】
２．薄膜酸化物超電導線材の製造方法
上記の構成の薄膜酸化物超電導線材は、以下の手順に従って製造される。
【００４４】
（１）切断前の薄膜酸化物超電導線材の製造
最初に、切断前の薄膜酸化物超電導線材を公知の方法によって製造する。
【００４５】
（ａ）超電導層形成用下地の準備
最初に、超電導層形成用下地として、所定の幅に切断加工された帯状の金属基板上に金属基板からの元素拡散を抑制するための中間層が形成された下地を準備する。このとき、少なくともその最表面は、超電導層に配向性を与えるために２軸配向していることが必要である。好ましい超電導層形成用下地の一例として、ステンレステープ上に２軸配向した銅層、その銅層の配向を引き継いで形成されたニッケル層が積層されたクラッド基板上に、さらに配向を引き継いだセラミックス層（ＣｅＯ２、ＹＳＺなどの安定化ジルコニア、Ｙ２Ｏ３等）が中間層として形成されたテープを挙げることができる。
【００４６】
（ｂ）酸化物超電導層の形成
次に、中間層上に、パルスレーザデポジション（ＰＬＤ）法や塗布熱分解法（ＭＯＤ法）などの公知の方法を用いて、ＲＥＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ系の酸化物超電導層を形成する。ここで、ＲＥは希土類元素であり、イットリウム(Ｙ)、イッテルビウム（Ｙｂ）、ガドリウム（Ｇｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ネオジウム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）から適宜選択される。
【００４７】
（ｃ）銀層の形成
次に、必要に応じて、ＤＣスパッタ法などの蒸着法を用いて、酸化物超電導層上に保護層としての銀層を形成する。なお、この銀層は、通常の切断しない薄膜酸化物超電導線材の場合には、酸化物超電導層の保護と電流の安定化のために数μｍから数十μｍの厚さで形成されるが、本実施形態において銀層は酸化物超電導層の保護のみのために形成され電流を安定化させる必要がないため、銀層の厚みは１μｍ以下と薄くすることができる。
【００４８】
（ｄ）酸素アニール（酸化物超電導層への酸素導入）
次に、酸素雰囲気中で加熱処理して酸化物超電導層へ酸素を導入する。以上により、切断前の薄膜酸化物超電導線材の製造を完了する。
【００４９】
（２）熱切断工程
上記において製造された切断前の薄膜酸化物超電導線材を、赤外光レーザを用いて所定の幅で長手方向に熱切断する。このとき、赤外光レーザが照射された箇所は熱で融解し、金属基板、中間層、酸化物超電導層、銀層（上記したように、銀層は形成されていない場合もある）の材料が混在する融液が生成する。融液は熱切断によって生成した薄膜酸化物超電導線材の側面を覆うように付着した後、冷却されて固化する。これにより、図１に示すように、両側面にそれぞれ厚みが０．０１ｍｍ程度の導電層７が形成され、酸化物超電導層４と金属基板２間が薄膜酸化物超電導線材長さ１ｃｍあたり２Ω以下の電気抵抗で電気的に接続される。
【００５０】
熱切断に用いる赤外光レーザとしては、波長１．０〜１．１μｍ程度の赤外光が可能なファイバーレーザやＹＡＧレーザが好ましい。そして、連続発振レーザでもパルスレーザでもよいが、極短パルスレーザの場合には熱切断加工ではなく非熱切断のアブレーション加工となり導電層の形成が行われないため好ましくない。また、紫外光レーザについても同様にアブレーション加工であるため好ましくない。
【００５１】
この切断に際しては、金属基板２側から酸化物超電導層４の方向に赤外光レーザを照射すると共に、切断箇所に向けてアシストガスを吹き付けることが好ましい。具体的なアシストガスとしては、例えば、窒素（Ｎ２）ガスを挙げることができる。
【００５２】
なお、上記した波長以外の赤外光レーザの照射条件は、出力５０Ｗ以上、集光径５０μｍ以下であることが好ましい。このような照射条件の下、熱切断加工することにより、切断と同時に確実に導電層７を形成することができる。
【００５３】
（３）酸素中熱処理工程
次に、赤外光レーザにより切断加工された薄膜酸化物超電導線材に対して酸素ガス雰囲気中で熱処理を施す。これにより、切断時、酸化物超電導体から抜け出た酸素が再び取り込まれて、低下した超電導特性が回復し、酸化物超電導層と金属基板との間の電気抵抗がさらに低下して好ましい。
【００５４】
この酸素中熱処理は、通常、１気圧の純酸素中で行うが、加圧下で行ってもよい。処理温度としては８００℃以下であればよいが、低い場合には長時間の処理が必要となり、高い場合には効果が飽和するため、最高温度としては４００〜５５０℃程度が好ましい。
【００５５】
具体的には、上記の処理温度まで加熱して所定時間保持した後、徐冷する。徐冷は通常炉冷で行うが、徐冷に掛ける時間はＲＥの種類によって異なり適宜設定する。例えば、ＲＥとしてＹが使用されている酸化物超電導体の場合には数分で室温まで冷却しても問題ないが、Ｇｄの場合には２００℃まで少なくとも２時間以上掛けて徐冷した方がＩｃの回復度合いが良くなることを本発明者は確認している。
【００５６】
なお、薄膜酸化物超電導線材１の幅は、１ｍｍ以下の場合、Ｉｃ回復効果が顕著に発揮される。また、可撓性に富み、曲げやねじり加工に好適な薄膜酸化物超電導線材が得られる。
【００５７】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図２は第２の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【００５９】
第２の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材１１は、第１の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材１に形成されていた保護層５を設けない点で第１の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材１と相違している。
【００６０】
導電層７が酸化物超電導層４と金属基板２とを電気的に接続するため、酸化物超電導層４上に導電性のある材料を設けることが不要となり、高価な銀を用いた銀層を設けることを省略することができる。これにより、薄膜酸化物超電導線材１１を製造するコストをさらに低減することができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
【００６２】
図３は第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【００６３】
第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材２１は、第２の実施の形態に係る薄膜酸化物超電導線材１１の金属基板としてクラッドタイプの金属基板を用いる点で第２の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材１と相違している。
【００６４】
クラッドタイプの金属基板は、ＳＵＳ等をベース金属とした基体２ａ上に導電性に優れた銅層６が配向層として設けられて構成されているため、導電層７による薄膜酸化物超電導線材２１の通電時の過電流対策の効果をさらに向上させることができる。
【００６５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
【００６６】
図４は第４の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【００６７】
第４の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材３１は、第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材２１の酸化物超電導層４上に絶縁性の保護層８を設けた点で第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材２１と相違している。
【００６８】
酸化物超電導層４上に絶縁性の保護層８を設けることにより、超電導層が機械的に傷ついたり、空気中の水分などによりダメージを受けたりすることを防止することができる。このとき導電層７が形成されているため、薄膜酸化物超電導線材３１の通電時の過電流対策を行うことができるため、保護層８の導電性は不要であり銀のような高価な材料ではなく保護層８として絶縁性の材料を使用することも可能になり、薄膜酸化物超電導線材３１の製造コストを低減することができる。
【００６９】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
【００７０】
図５は第５の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材の構成を示す断面図である。
【００７１】
第５の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材４１は、第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材２１の周囲を絶縁層１０により覆う点で第３の実施形態に係る薄膜酸化物超電導線材２１と相違している。
【００７２】
薄膜酸化物超電導線材４１を機器に使用する場合には、薄膜酸化物超電導線材４１の周囲を絶縁する場合が多いが、酸化物超電導層４や導電層７を直接絶縁層１０により覆った場合、製造コストをさらに低減することができる。
【００７３】
絶縁層１０には、一般的に広く用いられているエナメル、ポリアミド樹脂等が好適である。
【００７４】
［実験例］
次に実験例に基づき、本発明をより具体的に説明する。
【００７５】
以下では、薄膜酸化物超電導線材を、異なる切断方法、具体的には、赤外光レーザによる切断、紫外光レーザによる切断を用いて切断し、酸素中熱処理の有り無しで実験例１〜４の薄膜酸化物超電導線材を作製し、作製したそれぞれの薄膜酸化物超電導線材のＩｃを測定すると共に、表面の酸化物超電導層側と裏面の金属基板側との間における電気抵抗を導電層で測定した。
【００７６】
（１）切断前の薄膜酸化物超電導線材の作製
金属基板として、ＳＵＳ基材上に配向Ｃｕ層、配向Ｎｉ層を積層させたクラッド板を準備し、この金属基板上に、Ｙ２Ｏ３、ＹＳＺ、ＣｅＯ２が積層された中間層を形成した。そして、この中間層上に酸化物超電導層としてＧｄＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ｘ酸化物超電導層を形成し、さらに、酸化物超電導層の上に保護層となる銀層を形成して、幅１０ｍｍの薄膜酸化物超電導線材を作製した。
【００７７】
（２）切断条件
作製した１０ｍｍ幅の薄膜酸化物超電導線材を、実験例１、２では赤外光レーザを用いて熱切断し、実験例３、４では紫外光レーザを用いて非熱切断を行った。
【００７８】
上記した赤外光レーザによる切断条件は以下のように設定した。なお、切断幅は、端から１．５ｍｍ、４ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍとし、その後の測定には４ｍｍに切断された薄膜酸化物超電導線材を使用した。
【００７９】
レーザ      ：ファイバーレーザ
波長        ：１．０６４μｍ
出力        ：３００Ｗ
アシストガス：Ｎ２
加工速度    ：５０ｍ／ｍｉｎ
【００８０】
また、紫外光レーザによる切断条件は以下のように設定した。なお、切断幅は、端から３ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍとし、その後の測定には４ｍｍに切断された薄膜酸化物超電導線材を使用した。
【００８１】
レーザ      ：ＹＡＧレーザ３倍波
波長        ：０．３５５μｍ
出力        ：４Ｗ
アシストガス：なし
加工速度    ：６ｍｍ／ｍｉｎ
【００８２】
（３）酸素中熱処理
幅４ｍｍに切断後の薄膜酸化物超電導線材から２本の線材サンプルを切り出して、その内の１本（実験例１、３）を１気圧の純酸素ガス雰囲気中、５５０℃まで昇温させた後３０分保持し、その後、炉冷により徐冷する酸素中熱処理を行った。
【００８３】
（４）電気抵抗の測定
上記の赤外光レーザにより熱切断した線材サンプル（実験例１）の断面を観察したところ、側面に０．０１ｍｍ程度の層で覆われていた。この層からは主にＣｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｇｄ等が検出された。この結果より、赤外光レーザによる熱切断の際に、熱で融解した金属基板の材料、酸化物超電導層の材料、銀層の銀が混在することによりこの層が形成されたことが分かった。
【００８４】
そして、この線材サンプルの表面側と裏面側の電気抵抗を測定したところ、酸素中熱処理無し（実験例１）では線材長さ１ｃｍあたり１．１Ω、有り（実験例２）では線材長さ１ｃｍあたり０．４Ωであり、この層が十分な導電性を有していることが確認できた。一方、このような層が形成されなかった紫外光レーザにより熱切断した線材サンプル（実験例３）では線材長さ１ｃｍあたり１２００Ωと大きな抵抗を示すことが確認できた。
【００８５】
（５）Ｉｃの測定
各線材サンプルの臨界電流（Ｉｃ）を液体窒素中で四端子法を用いて測定した。また、測定結果に基づいて、各実験例について規格化Ｉｃ（Ａ／ｃｍ）を算出した。結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
2017091680.tif 000002
【００８７】
表１より、赤外光レーザにより熱切断した線材サンプルでは、酸素中熱処理を行うことにより低下したＩｃが回復して、高いＩｃが得られて、この高いＩｃにより前記した電気抵抗の低さを生じていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法は、安定化層を形成するコストを低減でき、過電流対策がなされており、容易に製造することができる効果を有し、酸化物超電導層が設けられた薄膜酸化物超電導線材およびその製造方法に有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１、１１、２１、３１、４１、５１  薄膜酸化物超電導線材
２                                金属基板
２ａ                              基体
３                                中間層
４                                酸化物超電導層
５、８                            保護層
６                                銅層
７                                導電層
９                                安定化層
１０                                絶縁層
【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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