[发明专利]超导薄膜材料的制造方法，超导装置和超导薄膜材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造超导薄膜材料的方法、一种超导装置和一种超导薄膜材料。更具体地，本发明涉及一种制造具有RE123组合物的超导薄膜材料的方法、一种超导装置和一种超导薄膜材料。

背景技术

现在显著发展的两种类型的超导线是：使用铋基超导体的超导线和使用RE123基超导体的超导线。在这些导线中，RE123基超导线具有的优点是，在液氮温度(77.3K)下的临界电流密度大于铋基超导线。另外，它还具有的优点是在低温条件和恒定磁场条件下的高临界电流值。因此，RE123基超导线被认为是下一代的高温超导线。

与铋基超导体不同，RE123基超导体不能用银包套覆盖。因此，通过仅使用气相方法或仅使用液相方法在网纹金属衬底上沉积超导体膜(超导薄膜材料)而制造RE123基超导体。

例如公开号为2003-323822的日本专利(专利文献1)公开了一种制造传统的RE123基超导薄膜材料的方法。专利文献1公开了使用脉冲激光沉积(PLD)方法在金属带衬底上形成中间层，使用PLD方法在中间层上形成具有RE123组合物的第一超导层，以及使用脉冲激光沉积方法在第一超导层上形成具有RE123组合物的第二超导层的技术。

专利文献1：日本专利公开号2003-323822

发明内容

本发明要解决的问题

为了增加超导线的临界电流值，可以增加超导薄膜材料的厚度以扩大电流流经的横截面积。然而，传统的超导线具有如下特性。随着超导薄膜材料的厚度增加，临界电流密度减少，并且临界电流值的增加变得缓慢。因此导致不能改善临界电流密度和临界电流值的问题。

另一个问题是仅使用液相方法在网纹金属衬底上沉积超导薄膜材料的方法阻碍了超导薄膜材料的晶体生长。

因此本发明的目的是提供可以改善临界电流密度和临界电流值的制造超导薄膜材料的方法、超导装置和超导薄膜材料。

本发明的另一个目的是提供易于超导薄膜材料的晶体生长的制造超导薄膜材料的方法、超导装置和超导薄膜材料。

解决问题的方法

根据本发明的一个方面，制造超导薄膜材料的方法包括：通过气相方法形成气相生长超导层的气相步骤；以及通过液相方法形成液相生长超导层的液相步骤，该液相步骤使得液相生长超导层与气相生长超导层相接触。

根据本发明的另一方面，制造超导薄膜材料的方法包括：n个气相步骤(n是至少为2的整数)，每个气相步骤都用于通过气相方法形成气相生长超导层；以及n个液相步骤，每个液相步骤都用于通过液相方法形成液相生长超导层。在n个气相步骤的第一气相步骤中，形成第一气相生长超导层。在n个液相步骤的第一液相步骤中，形成第一液相生长超导层，使得第一液相生长超导层与第一气相生长超导层相接触。在n个气相步骤的第k气相步骤中(k是满足n≥k≥2的整数)，形成第k气相生长超导层，使得第k气相生长超导层与第(k-1)液相生长超导层相接触。在n个液相步骤的第k液相步骤中，形成第k液相生长超导层，使得第k液相生长超导层与第k气相生长超导层相接触。

本申请的发明人发现，超导薄膜材料的表面光滑度和超导薄膜材料的晶体紧密度是防止由于薄膜厚度增加而导致临界电流密度减少的重要因素。关于气相方法，随着形成的薄膜的厚度增加，形成薄膜的表面的温度降低，导致a-轴定向的微粒数量相对更多的现象。因此，仅通过气相方法形成的传统超导薄膜材料具有的表面光滑度随着薄膜厚度增加而恶化。关于液相方法，随着形成的薄膜的厚度增加(具体地厚度超过1μm)，超导薄膜材料的晶体紧密度恶化。因此，传统的情况下即使增加超导薄膜材料的厚度也不能获得期望的临界电流密度和期望的临界电流值。