氧化物超导线材及氧化物超导线材的制造方法
【技术领域】
[00011 本发明涉及具有由REBaCuO(RE表示从Y、Nd、Sm、Gd、Eu、Yb、Pr及Ho中选择的一种以 上的元素，以下，也称为"REBC0"）的元素构成的超导层的、RE类的氧化物超导线材及氧化物 超导线材的制造方法。
【背景技术】
[0002] 与以往的Nb3Sn系等合金类超导体相比，RE类的氧化物超导线材（以下，为了方便 而称为"氧化物超导线材"）能够在临界温度(Tc)较高的液氮温度下使用。由此，能够在高温 状态下使用一直在液氦温度附近的低温下使用的超导设备(输电电缆、变压器、发动机、蓄 电系统等）。
[0003] 氧化物超导线材不但要求使结晶的CuO面一致，而且还要求使面内的晶体位向也 一致。为了实现该要求，在氧化物超导线材中，在由Ni合金构成的基板上，形成使面内取向 度和面向度提高的中间层，将该中间层的晶格作为模板使用，由此使REBaCuO超导层的结晶 的面内取向度和面向度提高。
[0004] 作为使中间层的取向性变高的材料，例如专利文献1所示，一般使用晶格常数与超 导层近似的MgO。通过将与超导层的反应性较小的、具有高取向性的Ce0 2层叠在该MgO层上， 并在该Ce02上形成超导层，来制造氧化物超导线材。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2012-072445号公报
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 如上所述，为了提高REBaCuO超导层的超导特性，可以考虑在中间层中含有MgO层， 实现该MgO层的高取向化。
[0010] 本发明的目的在于，提供通过使被超导层层叠其上的中间层的MgO层高取向化，而 具有更高的超导特性的氧化物超导线材及氧化物超导线材的制造方法。
[0011] 解决问题的方案
[0012] 本发明的氧化物超导线材的一个形态采用以下结构，包括:基板;形成在所述基板 上的中间层；以及形成在所述中间层上的REBa yCu3〇j超导层，所述RE由从Y、Nd、Sm、Gd、Eu、 Yb、Pr及Ho中选择的一种以上的元素构成，其中，所述中间层包括:LaMn03层；以及以与所述 LaMn〇3层接触的方式形成在所述LaMn〇3层上的MgO层。
[0013] 本发明的氧化物超导线材的制造方法的一个形态为，包括以下步骤：中间层形成 步骤，在基板上形成中间层；以及超导层形成步骤，在所述中间层上形成REBa yCu3〇z系超导 层(1^由从￥、阳、5111411、6(1及!1〇中选择的一种以上的元素构成），所述中间层形成步骤包括 ： 对LaMn〇3层进行制膜的步骤，以及以与所述LaMn〇3层接触的方式在所述LaMn〇3层上形成MgO 层的步骤。
[0014]发明效果
[00?5]根据本发明，能够在被超导层层叠其上的中间层中，将MgO层配置在LaMn〇3层上， 来实现MgO层的高取向化，由此，能够实现制膜于MgO层的上方的、超导层的超导特性的提 尚。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明实施方式的氧化物超导线材的结构例的图。
[0017]图2是表示本发明实施方式的氧化物超导线材的变形例的结构的图。
[0018] 符号说明
[0019] 100、100A氧化物超导线材
[0020] 110 基板
[0021] 120、120A 中间层
[0022] 121 Ah〇3 层
[0023] 122 LaMn03层
[0024] 123 MgO层
[0025] 124 LaMn03层
[0026] 125 Ce〇2层
[0027] 130 YBC0超导层
[0028] 140稳定层
【具体实施方式】
[0029] 以下，参照附图，对本发明实施方式详细地进行说明。
[0030] 图1表示实施方式的RE系的氧化物超导线材的结构。氧化物超导线材100为带状， 在带状的基板110上按顺序层叠有中间层120、YBC0超导层130、及稳定层140。
[0031] 基板110是Ni或Ni-W等Ni合金、SUS(不锈钢）、Ag、Cu或Cu合金等。另外，对于基板 11〇，也可以使用对附或〇1添加了从1、311、211、1〇、0、￥、了&或1^中选择的任意一种以上的元 素而成的合金。为了确保要形成的超导层的适宜的超导特性，优选使该情况下的添加元素 量在1~10[at%]的范围内。基板110的厚度例如是0.1 [mm]以下。在此，虽然适用了哈氏合 金(注册商标)带作为基板110,但是也可以适用因科镍合金(注册商标）。另外，基板110的厚 度例如是30~200[μπι]。
[0032]通过在基板110上依次层叠第一中间层、第二中间层、第三中间层、第四中间层、及 第五中间层来构成中间层120。在此，设第一中间层为ΑΙ2Ο3层121，第二中间层为LaMn〇3层 122,第三中间层为MgO层123,第四中间层为LaMn0 3层124,第五中间层为Ce02层125。
[0033]与基板110接触而通过溅射法对作为第一中间层的Al2〇3层121进行制膜。此外，对 于第一中间层，也可以由 ReZr0(Re =从由Tb、Y、Eu、Gd、Ho、Yb、Lu、Nd、Tm、La、Sm、Dy、Er、Ce、 Pr构成的组中选择的一种或两种以上的稀土元素)等代替Al2〇3,并通过RF-溅射法、MOD法等 进行制膜。该第一中间层是床层，是耐热性较高的、用于降低界面反应性的层，为了得到配 置于其上的膜的取向性而使用。作为该第一中间层的Al 2〇3层121，作为对自基板110的元素 扩散进行抑制的扩散防止层而发挥功能。
[0034] 优选第二中间层是非晶质，在此，通过在Al2〇3层121上对非晶质的LaMn03层122进 行制膜来构成第二中间层。LaMn03层122的膜厚为5~lOOnm。这是因为若LaMn03层122的膜厚 为5nm以下，则膜的连续性较差且不能得到充分的取向性，若为lOOnm以上的膜厚，则膜表面 的凹凸变大，妨碍在LaMn0 3层122上接触而层叠的MgO层123的取向性。
[0035] 在150 °C以下的范围（比0 °C大且为150 °C以下的范围）内，在基板110上通过射频溅 射法、离子束溅射法等溅射法对LaMn03层122进行制膜。这是因为，若使LaMn03的制膜温度为 150 °C以下，则LaMn03为非晶质，若以比150 °C高的温度下进行制膜，则LaMn03变得容易晶化， 妨碍MgO层123的取向化。
[0036] 在该LaMn03层122上接触而层叠 MgO层123,作为第三中间层。在本实施方式中，MgO 层123紧下方的LaMn〇3层122是必需的。通过IBAD(Ion Beam Assisted Deposition离子束 辅助沉积)法对MgO层123进行制膜。IBAD法是如下的方法。即：从斜向对基板照射离子，同时 在基板上(在此是LaMn0 3层122上)使从靶产生的颗粒沉积(在此对MgO层123进行制膜）。 [0037] 在MgO层123上通过溅射法对作为第四中间层的LaMn03层124进行制膜。MgO层123 构成为上下被LaMn03层122、124夹持。此外，在MgO层123上方的层作为防止与YB⑶超导层 130反应的反应防止层而发挥功能。在此，第四中间层(LaMn03层124)及第五中间层(Ce02层 125)也作为反应防止层而发挥功能。
[0038]在作为第四中间层的LaMn〇3层124上层叠有第五中间层即Ce〇2层125,作为配置在 YBC0超导层130紧下方的层。
[0039] 在LaMn03层124上通过溅射法对Ce02层125进行制膜。已知Ce02层125由于与YBC0超 导层130的相容性较好，且与YBC0超导层130的反应性较小而作为最佳的中间层之一。
[0040] 此外，也可以代替派射法而在LaMn〇3层1 24上通过PLD ( Pu 1 s ed La s er Deposi