[发明专利]超导薄膜材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超导薄膜材料及其制造方法，更具体地，本发明涉及 具有在衬底上形成的超导膜的超导薄膜材料和制造所述超导薄膜材料 的方法。

背景技术

近年来，已开发了多种超导薄膜材料，如具有在金属衬底上形成 的超导膜的超导带状线材，其中形成所述超导膜的方法为物理气相沉 积(PVD)法例如脉冲激光沉积(PLD)法，以及有机金属沉积(MOD)法如 三氟醋酸盐-有机金属沉积法(TFA-MOD)法。例如，提出了有效制造具 有很大临界电流密度(J_C)的氧化物超导线材的方法。氧化物超导线材通 过如下来制造：当用PLD法等在金属带上形成氧化物超导层时，将金 属带的传递速度以及在金属带和用于产生氧化物的靶之间的距离分别 设定为指定值(日本专利公开2005-38632号(专利文献1))。

专利文献1：日本专利公开2005-38632号。

发明内容

本发明要解决的问题

当使用PVD法、尤其是PLD法来形成超导膜时，具有一个优点， 即可得到如下超导薄膜材料，其具有接近于靶组成的超导膜组成，并 具有高的J_C和高的临界电流(I_C)。然而，如果使用PVD法，需要在减 压条件下形成所述膜。因此，很难进行有效的大规模生产，且增加了 制造成本。当使用PVD法来形成超导膜时，还有一个问题，即膜厚度 的增加导致薄膜表面平滑度的降低。

另一方面，当使用MOD法形成超导膜时，可相对容易地简化生 产设备。因此，与使用PVD法的情况相比，有一个优点，即能够相对 容易地降低涉及生产设备的成本，并能制造出便宜的超导薄膜材料。 通过MOD法形成的超导膜还有一个优点，即具有优良的表面平滑度。 然而，例如在TFA-MOD法中，在成膜过程中，当超导膜晶体生长时， 氟会从超导膜内分离。因此，超导膜的晶体生长速度很慢，必然不易 提高生产效率。另外，很难制造例如宽的超导薄膜材料，这是因为需 要均匀促进上述的氟分离，抑制了生产效率的提高。而且，在TFA-MOD 法中，在制造过程中产生需要谨慎处理的氟化氢。因此，需要处理所 述氟化氢的费用，这会增加超导薄膜材料的生产成本。

通过使用在其中不使用含氟有机金属盐溶液的无氟MOD法能够 解决TFA-MOD法的上述问题。然而，所述无氟MOD法有一个问题， 即源于衬底的超导膜的晶核生长和在衬底上形成的中间层很难完成。

如上所述，在超导薄膜材料中，通常很难同时实现如高J_C和高I_C的优良性能以及成本的降低。

因此，本发明的目的是，提供一种能同时实现如高J_C和高I_C的优 良性能以及成本降低的超导薄膜材料和制造所述超导薄膜材料的方 法。

解决所述问题的方法

本发明的超导薄膜材料包括衬底和在所述衬底上形成的超导膜。 所述超导膜包括：用物理气相沉积法形成的物理气相沉积层，和用有 机金属沉积法在所述物理气相沉积层上形成的有机金属沉积层。