[发明专利]超导薄膜材料以及超导薄膜材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超导薄膜材料和超导薄膜材料的制造方法，以及例如涉及超导性优良的超导薄膜材料和该超导薄膜材料的制造方法。

背景技术

通常，如图5所示，超导薄膜材料由层压于基底101上的中间层102和进一步沉积在中间层102上的超导层103形成。为了使这些超导薄膜材料100获得良好的超导性，例如日本专利待审公开11-53967(专利文献1)公开了具有取向的多晶中间层的各向异性多晶基材。注意图5是显示了常规超导薄膜材料的剖视图。

上面提及的专利文献1公开了一种方法，其中中间层形成在基底上，所述基底在其表面上具有晶体取向，接着进一步在上面形成超导层，以提高超导层的取向。

专利文献1：日本专利待审公开11-53967

发明内容

本发明要解决的问题

然而，就在上面提及的专利文献1中公开的各向异性多晶基材而言，因为超导层是通过热反应沉积的，所以可能发生元素扩散反应，即超导层的构成元素可能扩散出来到达基底侧，而基底的构成元素可能扩散出来到达超导层侧。当基底的构成元素超过中间层到达超导层时，它们倾向于与组成超导层的超导元素反应，导致较低超导性的问题。

因而做出本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供一种通过防止元素扩散反应实现优良超导性的超导薄膜材料，以及这种超导薄膜材料的制造方法。

解决问题的手段

本发明人发现中间层的厚度解释了在超导薄膜材料中元素扩散反应发展的问题。如果中间层具有不足的厚度，则基底的构成元素会超过中间层到达超导层而引起它们之间元素扩散反应的问题。本发明人全身心地进行设计以防止这种元素扩散反应，随后发现了防止该元素扩散反应所需要的中间层的膜厚。

根据本发明的超导薄膜材料装备有基底、中间层和超导层。一层或至少两层构成形成在基底上的中间层，其具有不小于0.4μm的厚度。所述超导层形成在中间层上。

根据本发明的超导薄膜材料，通过提供厚度不小于0.4μm的中间层，能够防止基底和超导层之间的元素扩散。这样，能够防止形成的超导层的超导性的退化，使得可能提供具有良好超导性的超导薄膜材料。

在上述超导薄膜材料中用于形成中间层的材料优选为具有晶体结构的氧化物，所述晶体结构为石岩型、荧石型、钙钛矿型和烧绿石型的至少一种。

因为这些用于中间层的材料具有与超导层非常低的反应性，所以即使该中间层接触超导层，它们也倾向于与超导层发展较少的元素扩散反应。

优选地，在上述超导薄膜材料中用于形成基底的材料是各向异性金属，而用于形成中间层的材料包括氧化钇稳定的氧化锆、氧化铈、氧化镁和钛酸锶的至少一种。

这样，当具有优异性能的各向异性金属用于基底时，能够抑制在基底和超导层之间的元素扩散反应。

根据本发明的超导薄膜材料的制造方法涉及制造上述超导薄膜的方法，其包括以下步骤：制备基底，在基底上形成由一层或至少两层构成的中间层，以及形成超导层。在形成超导层的步骤中，所述超导层通过气相和液相沉积法的至少一种形成在中间层上。

根据本发明超导薄膜材料的制造方法，在形成超导层的步骤中能够形成表面晶体取向和平坦方面都优异的超导层。因此，能够制造具有良好超导性的超导薄膜材料，所述良好超导性表现出大的临界电流值和大的临界电流密度。

本发明的效果

根据本发明的超导薄膜材料，提供厚度不小于0.4μm的中间层实现了优良的超导性，所述厚度足以防止元素扩散反应。

附图说明

图1是显示根据本发明实施方式的超导薄膜材料的剖视图。

图2是显示根据本发明实施方式的超导薄膜材料的另一实施例的剖视图。

图3是用于描述根据本发明实施方式的超导薄膜材料的制造方法的流程图。

图4显示了根据本发明实施例的超导薄膜材料的临界电流值。

图5是显示常规的超导薄膜材料的剖视图。

附图标记列表

10  超导薄膜材料

11  基底

12  中间层

12a 第一层

12b 第二层

12c 第三层

13  超导层

具体实施方式

以下将参考附图描述本发明的实施方式。相同或相应的元件具有相同的分配的附图标记。它们的标志和功能也是一样的。因此，将不重复其详细的描述。

图1是显示根据本发明实施方式的超导薄膜材料的剖视图。参考图1，现在描述根据本发明实施方式的超导薄膜材料。