JP2008130291A - Superconductor film and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導線材又は超電導デバイスの分野において使用できる超電導体膜及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a superconductor film that can be used in the field of superconducting wires or superconducting devices, and a method for manufacturing the same.
Y−Ba−Cu−O系に代表される酸化物超電導体は液体窒素よりも高い臨界温度Tcを示すことから、超電導線材や超電導デバイスの分野への応用が期待されている。しかしながら、このような酸化物超電導体をこれらの分野に応用するためには、酸化物超電導体の臨界電流密度Jcを向上させると共に、酸化物超電導体中の量子化磁束の動きを止めるピンニング点を導入して磁場中における臨界電流密度Jcの低下を防ぐ必要がある。 Oxide superconductors typified by the Y-Ba-Cu-O system exhibit a critical temperature Tc higher than that of liquid nitrogen, and are expected to be applied to the fields of superconducting wires and superconducting devices. However, in order to apply such an oxide superconductor to these fields, the critical current density Jc of the oxide superconductor is improved, and a pinning point for stopping the movement of the quantized magnetic flux in the oxide superconductor is set. It is necessary to prevent the decrease of the critical current density Jc in the magnetic field by introducing it.
特に、Y−Ba−Cu−O系酸化物超電導体では、超電導特性の異方性(強い結晶異方性)により、a軸に平行な磁場が印加された場合に臨界電流密度Jcは最大となり、a軸と印加された磁場とがなす角が大きくなるにつれて臨界電流密度Jcは単調に減少し、c軸に平行な磁場が印加された場合に臨界電流密度Jcは最小となる。そこで、c軸に平行な磁場が印加された際の臨界電流密度Jcを向上させるために、超電導体へのピンニング点の導入に関する様々な研究がなされてきた。 In particular, in the Y-Ba-Cu-O-based oxide superconductor, the critical current density Jc is maximized when a magnetic field parallel to the a axis is applied due to the anisotropy of superconducting properties (strong crystal anisotropy). The critical current density Jc monotonously decreases as the angle formed between the a-axis and the applied magnetic field increases, and the critical current density Jc is minimized when a magnetic field parallel to the c-axis is applied. Therefore, various studies have been made on the introduction of a pinning point into a superconductor in order to improve the critical current density Jc when a magnetic field parallel to the c-axis is applied.
それらの1つに、Y−Ba−Cu−O系酸化物超電導体膜中に、常電導物質であるBaZrO3で構成され、膜厚方向に延びたナノロッドを複数形成し、そのナノロッドをピンニング点とした超電導体膜がある(非特許文献1及び2参照)。この超電導体膜は、内部に形成されたBaZrO3のナノロッドが強力なピンニングセンターとして作用することにより高い臨界電流密度Jcを有することが知られている。 One of them, in Y-Ba-Cu-O based oxide superconductor film is composed of BaZrO 3 is a normal conducting material, the nanorods extending in the thickness direction form a plurality of pinning points the nanorods There is a superconductor film (see Non-Patent Documents 1 and 2). It is known that this superconductor film has a high critical current density Jc due to the BaZrO 3 nanorods formed therein acting as a strong pinning center.
しかしながら、上述した超電導体膜は高い臨界電流密度Jcを有する一方で、その臨界電流密度Jcが磁場の印加方向に対して強い依存性(磁場角度依存性)を有するために、超電導線材や超電導デバイスに適用することができないという問題があった。具体的には、超電導線材及び超電導デバイスの特性は、使用する環境の下で最も低い臨界電流密度Jcによって決定されるために、例え所定の磁場角度において高い臨界電流密度Jcを有する超電導体膜であっても、その角度以外の磁場角度において低い臨界電流密度Jcを有する場合には超電導線材や超電導デバイスに適用することができなかった。 However, while the superconductor film described above has a high critical current density Jc, the critical current density Jc has a strong dependence (magnetic field angle dependence) on the direction of application of the magnetic field, so that a superconducting wire or a superconducting device is used. There was a problem that could not be applied. Specifically, since the characteristics of the superconducting wire and the superconducting device are determined by the lowest critical current density Jc under the environment in which they are used, the superconducting film having a high critical current density Jc at a predetermined magnetic field angle is used. Even if it has a low critical current density Jc at a magnetic field angle other than that angle, it could not be applied to a superconducting wire or a superconducting device.
本発明は、上述した事情に鑑み、臨界電流密度Jcが高く、かつ磁場角度依存性が小さい超電導体膜を提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, an object of the present invention is to provide a superconductor film having a high critical current density Jc and low magnetic field angle dependency.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、一般式REBa2Cu3OX(式中、REはPr及びCeを除く希土類元素のうち、少なくとも1種の元素であり、6.5<X<7.1である)で表される超電導物質からなる超電導体層中に、Baを含む常電導物質からなり、膜厚方向に間欠的に並んだ柱状結晶が形成されていることを特徴とする超電導体膜にある。 A first aspect of the present invention that solves the above problems is a general formula REBa 2 Cu 3 O X (wherein RE is at least one element of rare earth elements excluding Pr and Ce, and 6.5 < X <7.1)), a superconducting layer made of a superconducting material is made of a normal conducting material containing Ba, and columnar crystals arranged intermittently in the film thickness direction are formed. It is in the superconductor film.
かかる第1の態様では、臨界電流密度Jcが高く、かつ磁場角度依存性が小さい超電導体膜を提供することができる。 In the first aspect, it is possible to provide a superconductor film having a high critical current density Jc and a small magnetic field angle dependency.
本発明の第2の態様は、前記超電導物質と前記柱状結晶を構成する物質との重量比が99.5:0.5〜70.0:30.0の範囲にあることを特徴とする第1の態様に記載の超電導体膜にある。 According to a second aspect of the present invention, the weight ratio of the superconducting material to the material constituting the columnar crystal is in the range of 99.5: 0.5 to 70.0: 30.0. The superconductor film according to the first aspect is provided.
かかる第2の態様では、磁場角度依存性がさらに小さい超電導体膜を提供することができる。 In the second aspect, it is possible to provide a superconductor film that has a smaller magnetic field angle dependency.
本発明の第3の態様は、前記柱状結晶の軸方向の長さが5〜200nmの範囲にあることを特徴とする第1又は2の態様に記載の超電導体膜にある。 A third aspect of the present invention is the superconductor film according to the first or second aspect, wherein the length of the columnar crystal in the axial direction is in the range of 5 to 200 nm.
かかる第3の態様では、臨界電流密度Jcがより高く、かつ磁場角度依存性がより小さい超電導体膜を提供することができる。 In the third aspect, it is possible to provide a superconductor film having a higher critical current density Jc and a smaller magnetic field angle dependency.
本発明の第4の態様は、前記柱状結晶間の膜厚方向の距離が5〜200nmの範囲にあることを特徴とする第1〜3の何れか一つの態様に記載の超電導体膜にある。 A fourth aspect of the present invention is the superconductor film according to any one of the first to third aspects, wherein a distance in the film thickness direction between the columnar crystals is in a range of 5 to 200 nm. .
本発明の第5の態様は、前記柱状結晶がBaZrO3、BaWO4、BaNb2O6、BaSnO3、BaHfO3、又はBaTiO3の何れか1つからなることを特徴とする第1〜4の何れか一つの態様に記載の超電導体膜にある。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, the columnar crystal is composed of any one of BaZrO 3 , BaWO 4 , BaNb 2 O 6 , BaSnO 3 , BaHfO 3 , or BaTiO 3 . It exists in the superconductor film | membrane as described in any one aspect.
かかる第5の態様では、臨界電流密度Jcがより高く、かつ磁場角度依存性がより小さい超電導体膜を提供することができる。 In the fifth aspect, it is possible to provide a superconductor film having a higher critical current density Jc and a smaller magnetic field angle dependency.
本発明の第6の態様は、前記超電導体層がYBa2Cu3OX(式中、6.5<X<7.1である)で構成され、前記柱状結晶がBaZrO3で構成されることを特徴とする第1〜5の何れか一つの態様に記載の超電導体膜にある。 In a sixth aspect of the present invention, the superconductor layer is composed of YBa 2 Cu 3 O X (wherein 6.5 <X <7.1), and the columnar crystal is composed of BaZrO 3 . The superconductor film according to any one of the first to fifth aspects is characterized in that.
かかる第6の態様では、臨界電流密度Jcがさらに高く、かつ磁場角度依存性がさらに小さい超電導体膜を提供することができる。 In the sixth aspect, it is possible to provide a superconductor film having a higher critical current density Jc and a smaller magnetic field angle dependency.
本発明の第7の態様は、一般式REBa2Cu3OX(式中、REはPr及びCeを除く希土類元素のうち、少なくとも1種の元素であり、6.5<X<7.1である)で表される物質と、Baを含む常電導物質とで構成される第1のターゲットを使用した物理的蒸着法を用いて第1の超電導体層を形成する工程と、一般式REBa2Cu3OX(式中、REはPr及びCeを除く希土類元素のうち、少なくとも1種の元素であり、6.5<X<7.1である)で表される前記物質で構成される第2のターゲットを使用した物理的蒸着法を用いて第2の超電導体層を形成する工程とを有し、それらの工程を交互に繰り返して前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層とを交互に積層することを特徴とする超電導体膜の製造方法にある。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a general formula REBa 2 Cu 3 O X (wherein RE is at least one element of rare earth elements excluding Pr and Ce, and 6.5 <X <7.1). And forming a first superconductor layer using a physical vapor deposition method using a first target composed of a substance represented by a normal conductive substance containing Ba, and a general formula REBa 2 Cu 3 O X (wherein RE is at least one element of rare earth elements excluding Pr and Ce, and 6.5 <X <7.1). Forming a second superconductor layer using a physical vapor deposition method using a second target, and repeating the steps alternately to form the first superconductor layer and the second superconductor layer. A superconductor film manufacturing method characterized by alternately laminating superconductor layers That.
かかる第7の態様では、臨界電流密度Jcが高く、かつ磁場角度依存性が小さい超電導体膜を作製することができる。 In the seventh aspect, a superconductor film having a high critical current density Jc and a small magnetic field angle dependency can be produced.
本発明の第8の態様は、前記第1のターゲット及び前記第2のターゲットは、1つのターゲットを第1のターゲットを構成する物質からなる領域と第2のターゲットを構成する物質からなる領域とに分割することにより形成されることを特徴とする第7の態様に記載の超電導体膜の製造方法にある。 In an eighth aspect of the present invention, each of the first target and the second target includes a region made of a substance constituting the first target and a region made of the substance constituting the second target. The method of manufacturing a superconductor film according to the seventh aspect, wherein the superconductor film is formed by dividing the film into two.
かかる第8の態様では、容易に超電導体膜を作製することができる。 In the eighth aspect, a superconductor film can be easily produced.
本発明に係る超電導体膜及びその製造方法によれば、臨界電流密度Jcが高く、かつ磁場角度依存性が小さい超電導体膜を提供することができる。 According to the superconductor film and the manufacturing method thereof according to the present invention, it is possible to provide a superconductor film having a high critical current density Jc and a small magnetic field angle dependency.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. The description of the present embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the following description.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る超電導体膜を示す概略断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る超電導体膜1は基板100上に形成されており、超電導物質からなる超電導体層10中に、膜厚方向に間欠的に並んだ柱状結晶20が複数形成されている。すなわち、超電導体膜1は、超電導物質からなる超電導体層10中に、基板100の表面から超電導体層10の表面まで延びた長柱状結晶を複数回切断したような複数の柱状結晶20が形成されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a superconductor film according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the superconductor film 1 according to the present embodiment is formed on a
なお、基板100としては、例えばSrTiO3やLaAlO3などのペロブスカイト型結晶、MgOやNiOなどの岩塩型結晶、MgAl2O4などのスピネル型結晶、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)やCeO2などの蛍石型結晶、希土類c型結晶、バイクロア型結晶及び金属基板(Ni,Ni−Cr,Ni−WなどからなるNi基合金基板や、Cu,Cu−NiなどからなるCu基合成基板、Fe−Si,ステンレスなどからなるFe基合成基板)などを用いることができる。
Examples of the
超電導体層10を構成する超電導物質としては、一般式REBa2Cu3OX(式中、REはPr及びCeを除く希土類元素のうち、少なくとも1種の元素であり、6.5<X<7.1である)で表される超電導物質であれば特に限定されないが、YBa2Cu3OX、ErBa2Cu3OX、GdBa2Cu3OXが好ましい。
The superconducting material constituting the
次に、柱状結晶20を構成する物質としては、Baを含む常電導物質であれば特に限定されないが、BaZrO3、BaWO4、BaNb2O6、BaSnO3、BaHfO3、BaTiO3が好ましく、BaZrO3、BaWO4、BaNb2O6、BaSnO3がさらに好ましく、BaZrO3が特に好ましい。
Next, the substance constituting the
そして、超電導物質と柱状結晶20を構成する物質との重量比は特に限定されないが、99.5:0.5〜70.0:30.0の範囲にあるものが好ましい。超電導物質と柱状結晶20を構成する物質との重量比を調整することにより、所望の臨界電流密度Jc及び磁場角度依存性を有する超電導体膜を作製することができる。なお、超電導物質に対する柱状結晶20を構成する物質の重量比が0.5/99.5よりも小さい場合には、超電導体膜1の臨界電流密度Jcが低下する。また、超電導物質に対する柱状結晶20を構成する物質の重量比が30.0/70.0よりも大きい場合には、超電導体膜1の超電導性が低下することになる。
The weight ratio between the superconducting substance and the substance constituting the
また、柱状結晶20の軸方向の長さLは特に限定されないが、5〜200nmの範囲が好ましい。柱状結晶20の長さLを調整することにより、所望の磁場角度依存性を有する超電導体膜1を作製することができる。なお、柱状結晶20の長さLが5nmよりも小さくなると、超電導体膜1の臨界電流密度Jcが低下する。また、柱状結晶20の長さLが200nmよりも大きくなると、超電導体膜1の磁場角度依存性が大きくなる。
The length L in the axial direction of the
さらに、各柱状結晶20間の距離Dは特に限定されないが、5〜200nmの範囲が好ましい。各柱状結晶20間の距離Dを調整することにより、所望の磁場角度依存性を有する超電導体膜1を作製することができる。なお、各柱状結晶20間の距離Dが5nmよりも小さくなると、超電導体膜1の磁場角度依存性が大きくなる。また、各柱状結晶20間の距離Dが200nmよりも大きくなると、同様に超電導体膜1の臨界電流密度Jcが低下する。
Further, the distance D between the
以上説明したように超電導体膜1を構成することにより、臨界電流密度Jcが高く、かつ磁場角度依存性が小さい超電導体膜1を提供することができる。 By configuring the superconductor film 1 as described above, it is possible to provide the superconductor film 1 having a high critical current density Jc and a small magnetic field angle dependency.
次に、上述した超電導体膜1を製造する方法を説明する。上述した超電導体膜1の製造方法としては、図2に示したように、基板100上に、上述した超電導物質と柱状結晶20を構成する物質とで構成される第1のターゲットを使用した物理的蒸着法を用いて第1の超電導体層を形成する工程と、上述した超電導物質のみで構成された第2のターゲットを使用した物理的蒸着法を用いて第2の超電体層を形成する工程とを有し、それらの工程を交互に繰り返して前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層とを交互に積層することができる方法であれば特に限定されない。この方法に用いられる物理的蒸着法としては、例えばパルスレーザー蒸着法(PLD)、スパッタ法、真空蒸着法などが挙げられる。
Next, a method for manufacturing the above-described superconductor film 1 will be described. As a method of manufacturing the superconductor film 1 described above, as shown in FIG. 2, physical using a first target composed of the above-described superconducting material and a material constituting the
具体的には、例えば超電導物質と柱状結晶を構成する物質とを所定の割合で混合させて焼結した第1のターゲットと、超電導物質のみからなる第2のターゲットとを用意し、それらのターゲットをパルスレーザー蒸着装置の中に取り付ける。 Specifically, for example, a first target obtained by mixing and sintering a superconducting substance and a substance constituting a columnar crystal at a predetermined ratio and a second target made of only the superconducting substance are prepared, and these targets are prepared. Is installed in a pulsed laser deposition apparatus.
そして、パルスレーザー蒸着装置の中に取り付けられた基板100を減圧された酸素雰囲気下で加熱しつつ、後述するようにして、基板100上に上述した第1の超電導体層10aと超電導体層10bとを交互に積層する。
Then, the
まず、ターゲットとして第1のターゲットを用いることにより、図3(a)に示すように、基板100上に、膜方向に延びた柱状結晶が複数形成された第1の超電導体層10aを作製する。次に、ターゲットとして第2のターゲットを用いることにより、図3(b)に示すように、第1の超電導体層10a上に第2の超電導体層10bを作製する。さらに、ターゲットとして第1のターゲットを用いることにより、図3(c)に示すように、第2の超電導体層10b上に第1の超電導体層10aをさらに作製する。そして、これらの工程を交互に複数回繰り返すことによって、図1に示したような超電導体膜1を形成することができる。
First, by using the first target as the target, as shown in FIG. 3A, the
すなわち、超電導物質からなる超電導体層中に膜厚方向に延びた柱状結晶20が形成された第1の超電導体層10aと、超電導物質のみからなる第2の超電導体層10bとを基板100上に交互に積層することによって、図1に示すように、超電導体層10中に膜厚方向に間欠的に並んだ柱状結晶20が形成された超電導体膜1を形成することができる。なお、柱状結晶20の内部応力によるものかどうか理由は不明であるが、基板100上の第1の超電導体層10aに形成された柱状結晶20と、その上方の第1の超電導体層10aに形成された柱状結晶20とは膜厚方向に並ぶように形成される。
That is, the
ここで、上述したようにして超電導体膜1が形成されるので、本実施形態に係る超電導体膜の製造方法によれば、第1の超電導体層10aの厚さを調整することによって柱状結晶20の長さLを調整することができると共に、第2の超電導体層10bの厚さを調整することによって各柱状結晶20間の距離Dを容易に調整することができ、結果として臨界電流密度Jcが高く、かつ磁場角度依存性が小さい超電導体膜を作製することができる。
Here, since the superconductor film 1 is formed as described above, the columnar crystal is adjusted by adjusting the thickness of the
(他の実施形態)
実施形態1では、各柱状結晶20の長さLはすべて同じであったが、基板100の表面からの膜厚方向の距離に応じて異なっていてもよい。すなわち、図4に示すように、超電導体層10中に異なる長さLの柱状結晶20が形成されていてもよい。なお、このような超電導体膜1Aは、上述した各第1の超電導体層10aの厚さを変えることにより容易に作製することができる。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the lengths L of the
また、実施形態1では、各柱状結晶20間の距離Dについても同様に、すべて同じであったが、基板100の表面からの膜厚方向の距離に応じて異なっていてもよい。すなわち、超電導体層10中の各柱状結晶20間の距離Dが異なっていてもよい。なお、このような超電導体膜は、上述した各第2の超電導体層10bの厚さを変えることにより容易に作製することができる。
In the first embodiment, the distances D between the
さらに、実施形態1では、2つのターゲット(第1のターゲット及び第2のターゲット)、いわゆるマルチターゲットを用いて第1の超電導体層10a及び第2の超電導体層10bを形成したが、図5(a)〜図5(c)に示すように、第1のターゲットと同じ組成の物質からなる部分210と、第2のターゲットと同じ組成の物質からなる部分220とからなる混合ターゲット200、200A、200Bを用いて第1の超電導体層10a及び第2の超電導体層10bを形成してもよい。特に図5(b)及び図5(c)に示す混合ターゲット200A、200Bを用いると、混合ターゲット200A、200Bのレーザー照射位置(混合ターゲットの中心からの径方向の距離)を変化させることにより、幅広い範囲で所望の重量比率となるような第1の超電導体層10a及び第2の超電導体層10bを容易に形成することができる。なお、部分210と部分220との面積比率は、形成する第1の超電導体層10a及び第2の超電導体層10bの厚さに応じて適宜調整すべきであることはいうまでもない。
Furthermore, in the first embodiment, the
<実施例1>
YBa2Cu3OX(6.5<X<7.1)とBaZrO3とを重量比が98.5:1.5となるように混合してターゲット1を作製すると共に、YBa2Cu3OX(6.5<X<7.1)のみからなるターゲット2を作製し、それらのターゲットをスパッタ装置に取り付けた。そして、スパッタ装置内を10−5Torrの真空度にした後で酸素を導入し、200mTorrの酸素雰囲気下で基板100を820℃に加熱しつつ、上述したターゲットを用いて超電導体膜を作製した。
<Example 1>
YBa 2 Cu 3 O X (6.5 <X <7.1) and BaZrO 3 are mixed at a weight ratio of 98.5: 1.5 to prepare the target 1, and YBa 2 Cu 3 Targets 2 made only of O X (6.5 <X <7.1) were produced, and these targets were attached to a sputtering apparatus. Then, after the inside of the sputtering apparatus was evacuated to 10 −5 Torr, oxygen was introduced, and the
図6に、透過型電子顕微鏡(TEM)により得られた超電導体膜の拡大断面写真を示す。なお、超電導体薄膜の薄片化には、FIB(Focused-Ion Beam)装置を用いた。得られた超電導体膜には、超電導体層中に、膜厚方向(c軸方向)に並んで間欠的に繋がった柱状結晶が形成されていることが分かる。この超電導体膜の膜厚は300nmであり、柱状結晶の長さLは50nmで、各柱状結晶間の距離Dが10nmであった。 FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional photograph of the superconductor film obtained by a transmission electron microscope (TEM). Note that a FIB (Focused-Ion Beam) apparatus was used for thinning the superconductor thin film. It can be seen that in the obtained superconductor film, columnar crystals that are intermittently connected in the film thickness direction (c-axis direction) are formed in the superconductor layer. The film thickness of this superconductor film was 300 nm, the length L of the columnar crystals was 50 nm, and the distance D between the columnar crystals was 10 nm.
<実施例2>
柱状結晶を構成する各柱状結晶の長さLと各柱状結晶間の距離Dとが共に10nmであること以外は実施例1と同様にして超電導体膜を作製した。
<Example 2>
A superconductor film was produced in the same manner as in Example 1 except that the length L of each columnar crystal constituting the columnar crystal and the distance D between the columnar crystals were both 10 nm.
図7に、透過型電子顕微鏡(TEM)により得られた超電導体膜の拡大断面写真を示す。得られた超電導体膜には、超電導体層中に、膜厚方向(c軸方向)に並んで間欠的に繋がった柱状結晶が形成されていることが分かる。この超電導体膜の膜厚は300nmであり、柱状結晶の長さLは10nmで、各柱状結晶間の距離Dは10nmであった。 FIG. 7 shows an enlarged cross-sectional photograph of the superconductor film obtained by a transmission electron microscope (TEM). It can be seen that in the obtained superconductor film, columnar crystals that are intermittently connected in the film thickness direction (c-axis direction) are formed in the superconductor layer. The film thickness of this superconductor film was 300 nm, the length L of the columnar crystals was 10 nm, and the distance D between the columnar crystals was 10 nm.
<比較例1>
ターゲット1のみを用いたこと以外は実施例1と同様にして超電導体膜を作製した。図8に、透過型電子顕微鏡(TEM)により得られた超電導体膜の拡大断面写真を示す。得られた超電導体膜には、超電導体層中に、膜厚方向に延びた柱状結晶が形成されている。
<Comparative Example 1>
A superconductor film was produced in the same manner as in Example 1 except that only the target 1 was used. FIG. 8 shows an enlarged cross-sectional photograph of the superconductor film obtained by a transmission electron microscope (TEM). In the obtained superconductor film, columnar crystals extending in the film thickness direction are formed in the superconductor layer.
<試験例1>
実施例1及び2で得られた超電導体膜と比較例1で得られた超電導体膜に対して、磁場(磁束密度:3T)の印加方向に対する臨界電流密度Jcを測定した。実施例1、2及び比較例1で得られた超電導体膜の測定結果を図9に示す。なお、図9では、膜厚方向に平行な磁場の印加方向を90°とした。
<Test Example 1>
With respect to the superconductor films obtained in Examples 1 and 2 and the superconductor film obtained in Comparative Example 1, the critical current density Jc with respect to the application direction of the magnetic field (magnetic flux density: 3T) was measured. The measurement results of the superconductor films obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in FIG. In FIG. 9, the application direction of the magnetic field parallel to the film thickness direction is 90 °.
図9に示すように、磁場の印加方向が90°近傍以外の領域において、実施例1及び2で得られた超電導体膜は、比較例1で得られた超電導体膜と比較して磁場角度依存性が低いことが分かった。なお、この特性の強弱は印加される磁場の強さによって変化するので、印加される磁場の強さによってはこの特性がより顕著に現れる場合もある。 As shown in FIG. 9, the superconductor film obtained in Examples 1 and 2 has a magnetic field angle compared to the superconductor film obtained in Comparative Example 1 in a region where the direction of application of the magnetic field is not near 90 °. It turns out that the dependency is low. Since the strength of this characteristic varies depending on the strength of the applied magnetic field, this property may appear more prominently depending on the strength of the applied magnetic field.
また、実施例1及び2で得られた超電導体膜は、比較例1で得られた超電導体膜と同程度の臨界電流密度Jcを有することが分かった。 Further, it was found that the superconductor films obtained in Examples 1 and 2 had a critical current density Jc comparable to that of the superconductor film obtained in Comparative Example 1.
1、1A 超電導体膜
10、10a、10b 超電導体層
20 柱状結晶
100 基板
200、200A、200B 混合ターゲット
210 第1のターゲットと同じ組成の物質からなる部分
220 第2のターゲットと同じ組成の物質からなる部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,
Claims (8)
一般式REBa2Cu3OX(式中、REはPr及びCeを除く希土類元素のうち、少なくとも1種の元素であり、6.5<X<7.1である)で表される前記物質で構成される第2のターゲットを使用した物理的蒸着法を用いて第2の超電導体層を形成する工程とを有し、それらの工程を交互に繰り返して前記第1の超電導体層と前記第2の超電導体層とを交互に積層することを特徴とする超電導体膜の製造方法。 A substance represented by the general formula REBa 2 Cu 3 O X (wherein RE is at least one element of rare earth elements excluding Pr and Ce, and 6.5 <X <7.1); Forming a first superconductor layer using a physical vapor deposition method using a first target composed of a normal conductive material containing Ba,
The substance represented by the general formula REBa 2 Cu 3 O X (wherein RE is at least one element of rare earth elements excluding Pr and Ce, and 6.5 <X <7.1) Forming a second superconductor layer using a physical vapor deposition method using a second target composed of: the first superconductor layer and the step by repeating these steps alternately. A method for producing a superconductor film, wherein the second superconductor layer is alternately laminated.
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