Title:
Supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht und Verfahren zu seiner Herstellung
Kind Code:
T5


Abstract:

Ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der eine bestimmte Breite aufweist, enthält einen Schneideschritt zum Schneiden eines breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Längsrichtung mit der bestimmten Breite, wobei der breite supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht erhalten wird, indem eine supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist. In dem Schneideschritt wird der breite supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht thermisch in der Längsrichtung mit der bestimmten Breite geschnitten, indem ein Abschnitt des zu schneidenden breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit Infrarotlaserlicht bestrahlt wird. embedded image




Inventors:
Konishi, Masaya (Osaka, Osaka-shi, JP)
Yamaguchi, Takashi (Osaka-shi, JP)
Application Number:
DE112016005097T
Publication Date:
08/02/2018
Filing Date:
11/01/2016
Assignee:
Sumitomo Electric Industries Ltd. (Osaka, Osaka-shi, JP)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
CBDL Patentanwälte, 47051, Duisburg, DE
Claims:
Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der eine bestimmte Breite aufweist, wobei das Verfahren umfasst:
einen Schneideschritt zum Schneiden eines breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Längsrichtung mit der bestimmten Breite, wobei der breite supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht erhalten wird, indem eine supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist,
wobei in dem Schneideschritt der breite supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht thermisch in der Längsrichtung mit der bestimmten Breite geschnitten wird, indem ein Abschnitt des zu schneidenden breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit Infrarotlaserlicht bestrahlt wird.

Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes durch Bilden einer SEBa2Cu3O7-x-basierten (SE: Seltenerdenelement) supraleitenden Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist, und anschließendes Ausführen eines Schneidens in einer Längsrichtung mit einer bestimmten Breite, wobei das Verfahren umfasst:
einen Schritt zum Ausführen eines thermischen Schneidens in einer Längsrichtung mit einer bestimmten Breite durch Bestrahlen eines zu schneidenden Abschnitts mit Infrarotlaserlicht und
einen Schritt zum Wärmebehandeln des thermisch geschnitten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Sauerstoffgasatmosphäre.

Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes nach Anspruch 2, wobei der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht durch Ausführen eines thermischen Schneidens so hergestellt wird, dass er eine Breite von 1 mm oder weniger aufweist.

Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes durch Schneiden eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, in dem eine SEBa2Cu3O7-x-basierte (SE: Seltenerdenelement) supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist, wobei der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht in einer Längsrichtung mit einer gewünschten Breite geschnitten wird, wobei das Verfahren umfasst:
einen thermischen Schneideschritt zum thermischen Schneiden des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Längsrichtung durch Bestrahlen eines zu schneidenden Abschnitts mit Infrarotlaserlicht,
wobei in dem thermischen Schneideschritt, durch thermisches Schneiden des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, aus denen der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht besteht und die während des Schneidens geschmolzen werden, auf beiden Seitenflächen des geschnitten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes ausgebildet werden, wobei die Mischschichten als leitfähige Schichten ausgebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, in dem eine SEBa2Cu3O7-x-basierte (SE: Seltenerdenelement) supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist,
wobei Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, aus denen der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht besteht, auf beiden Seitenflächen als leitfähige Schichten gebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht nach Anspruch 5, wobei supraleitende Oxidschichten so gebildet werden, dass sie zwischen sich das Metallsubstrat aufnehmen, und eine Zwischenschicht auf beiden Flächen des Metallsubstrats und zwischen jeder der supraleitenden Oxidschichten und dem Metallsubstrat angeordnet wird.

Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der durch sequenzielles Verbinden von Endabschnitten von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten verlängert wird, wobei mindestens eine Zwischenschicht und eine supraleitende Oxidschicht auf einem Metallsubstrat laminiert werden, wobei das Verfahren umfasst:
einen Überlappungsschritt zum Überlappen von Flächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht und
einen Leitfähige-Schicht-Bildungsschritt zum thermischen Schneiden der überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in einer Längsrichtung unter Verwendung eines Infrarotlasers, um Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, die die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bilden und während des Schneidens geschmolzen werden, auf beiden Seitenflächen eines überlappten Abschnitts der geschnitten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte zu bilden, wobei die Mischschichten als leitfähige Schichten ausgebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der durch sequenzielles Verbinden von Endabschnitten von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten verlängert wird, wobei mindestens eine Zwischenschicht und eine supraleitende Oxidschicht auf einem Metallsubstrat laminiert werden,
wobei Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, die die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bilden, auf beiden Seitenflächen eines verbundenen Abschnitts der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte gebildet werden, wobei die Mischschichten als leitfähige Schichten ausgebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht nach Anspruch 5 oder Ansprüche 8, wobei das Metallsubstrat mindestens einen guten Leiterteil enthält, der sich kontinuierlich in einer Längsrichtung erstreckt.

Description:
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht, bei dem eine supraleitende Schicht, die aus einem Oxid-Supraleiter besteht, auf einem bandförmigen Metallsubstrat angeordnet ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes.

STAND DER TECHNIK

Seit der Entdeckung supraleitender Oxidmaterialien, die bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff Supraleitfähigkeit besitzen, sind supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte, die für Elektrizitätsanwendungen bei Vorrichtungen wie zum Beispiel Kabeln, Strombegrenzern und Magneten gedacht sind, aktiv entwickelt worden.

Supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte werden allgemein hergestellt, indem man eine Zwischenschicht, eine SEBa2Cu3O7-x-basierte (SE: Seltenerdenelement) supraleitende Oxidschicht und eine Silberschicht, die als eine Schutzschicht dient, nacheinander auf einem Metallsubstrat, das eine Breite von etwa 1 bis 10 cm aufweist, ausbildet und dann das entstandene Produkt in Drähte schneidet, die eine Drahtbreite haben, wie sie für ihre Anwendungen gewünscht wird.

Hierin wurden die folgenden Verfahren zum Schneiden solcher supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte verwendet worden: ein Verfahren zum mechanischen Schneiden von Drähten unter Verwendung einer Schlitzvorrichtung oder dergleichen, und ein Verfahren zum Schneiden von Drähten durch Laserbestrahlung mit ultraviolettem Laserlicht oder Infrarotlaserlicht (PTL 1 bis PTL 4).

Bei einem solchen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht wird allgemein eine Kupfer-(Cu)-Schicht oder eine Kupferlegierungsschicht als eine Stabilisierungsschicht auf einer Oberfläche des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht oder auf der gesamten Umfangsfläche des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes angeordnet, um zu verhindern, dass die supraleitende Oxidschicht beim einem Überstrom bricht.

Ferner wurde entdeckt, dass die Stabilität während des Durchflusses von elektrischem Strom durch die Verwendung eines Metallsubstrats sichergestellt werden kann, indem man für Leitfähigkeit zwischen der supraleitenden Oxidschicht und dem Metallsubstrat sorgt, anstatt eine solche Stabilisierungsschicht auszubilden. Insbesondere ist vorgeschlagen worden, dass die oben beschriebene Zwischenschicht aus einem leitfähigen Material gebildet wird (PTL 5 bis PTL 7 und NPL 1).

Zur Herstellung beispielsweise von supraleitenden Kabeln und supraleitenden Spulen, die supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte verwenden, werden lange supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte benötigt. Darum wird der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht verlängert, indem man mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte zu Drähten mit einer gewünschten Breite schneidet und dann nacheinander die Endabschnitte der geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte verbindet (PTL 8 und PTL 9).

ZitierungslistePatentliteratur

  • PTL 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 06-068727
  • PTL 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2012-169057
  • PTL 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2012-156047
  • PTL 4: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2012-156048
  • PTL 5: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2005-044636
  • PTL 6: US-Patent Nr. 6617283
  • PTL 7: US-Patent Nr. 6956012
  • PTL 8: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2011-515792
  • PTL 9: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2007-12582

Nichtpatentliteratur

NPL 1: T. Aytug et al., Electrical and magnetic properties of conductive Cu-based coated conductors, Applied Physics Letters, United States, American Institute of Physics, 10. November 2003, Band 83, Nummer 19, Seiten 3963 bis 3965

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGTechnisches Problem

Der oben beschriebene supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht, bei dem die supraleitende Oxidschicht über dem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet ist, wobei die Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist, bedingt im Hinblick auf eine Verbesserung der Leistung und eine Senkung der Produktionskosten eine Reihe von Problemen.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für die Produktion supraleitender Oxid-Dünnfilmdrähte eine Technik bereitzustellen, die dazu beiträgt, die Leistung hergestellter supraleitender Oxid-Dünnfilmdrähte zu verbessern und die Produktionskosten für supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte zu senken.

Lösung des Problems

Ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der eine bestimmte Breite aufweist, wobei das Verfahren enthält:

  • einen Schneideschritt zum Schneiden eines breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Längsrichtung mit der bestimmten Breite, wobei der breite supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht erhalten wird, indem eine supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist, und
  • wobei in dem Schneideschritt der breite supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht thermisch in der Längsrichtung mit der bestimmten Breite geschnitten wird, indem ein Abschnitt des zu schneidenden breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit Infrarotlaserlicht bestrahlt wird.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung

Die vorliegende Erfindung kann bei der Produktion von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten eine Technik bereitstellen, die zur Verbesserung der Leistung hergestellter supraleitender Oxid-Dünnfilmdrähte beiträgt und die Produktionskosten für supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte senkt.

Figurenliste

  • 1 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines thermisch geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 2 veranschaulicht einen Zustand, in dem eine Stabilisierungsschicht auf dem thermisch geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht in dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
  • 3 veranschaulicht einen Zustand, in dem eine Isolierschicht auf dem in 2 veranschaulichten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht ausgebildet ist.
  • 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem kritischen Strom (Ic) und der Drahtbreite des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 5 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einer ersten Ausführungsform eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 6 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 7 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einer dritten Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 8 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht gemäß einer Ausführungsform eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 8.
  • 10 veranschaulicht schematisch eine Sektion eines verbundenen Abschnitts eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einer weiteren Ausführungsform des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENErster Aspekt

Zuerst werden ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes beschrieben.

Spezielles Problem, das im ersten Aspekt gelöst werden soll

Bei dem bekannten Produktionsprozess für einen oben beschriebenen supraleitenden Oxiddraht beinhaltet das Verfahren zum mechanischen Schneiden eines Drahtes eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit, aber Randabschnitte, die dem Schneiden unterzogen werden, und Abschnitte nahe den Randabschnitten werden beschädigt, was eine mechanische Verformung verursacht. Dies verschlechtert die Supraleiteigenschaften, wie zum Beispiel den kritischen Strom Ic, und erzeugt Grate.

Das Verfahren zum Schneiden eines Drahtes durch Laserbestrahlung mit ultraviolettem Laserlicht ist ein Ablationsprozess, in dem ein Draht nicht-thermisch geschnitten wird, indem Substanzen, aus denen die Oberfläche besteht, unter Verwendung von ultraviolettem Laserlicht freigesetzt werden. Darum ist die entstehende Wärmemenge gering im Vergleich zu dem Fall der Infrarotlaserbearbeitung, die eine thermische Bearbeitung ist, wodurch die Verschlechterung der Supraleiteigenschaften unterdrückt werden kann. Jedoch ist ein Hochleistungs-Ultraviolettlaser teuer und hat allgemein eine geringe Schneidgeschwindigkeit.

Wenn hingegen ein Draht durch Laserbestrahlung mit Infrarotlaserlicht geschnitten wird, kann eine hohe Schneidgeschwindigkeit erreicht werden. Jedoch ist dieser Schneidprozess ein thermischer Schneidprozess, bei dem die Oberfläche thermisch unter Verwendung von Infrarotlaserlicht geschmolzen wird und dann die entstandene Schmelze verdampft oder fortgeblasen wird. Darum entsteht während des Schneidens Wärme, die rasch die Supraleiteigenschaften verschlechtert.

Vor diesem Hintergrund hat sich ein unlängst entwickelter Schneidprozess mit einem Infrarotlaser vom Standpunkt der Produktivitätssteigerung als vielversprechend erwiesen. Es besteht eine hohe Nachfrage nach einer Schneidtechnik, die eine Verschlechterung der Supraleiteigenschaften unterdrückt, während eine hohe Schneidgeschwindigkeit beibehalten wird.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes bereitzustellen, bei dem eine Verschlechterung der Supraleiteigenschaften hinreichend unterdrückt werden kann, indem Supraleiteigenschaften wiederhergestellt werden, die durch das Schneiden eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit einer hohen Schneidgeschwindigkeit unter Verwendung eines Infrarotlasers verschlechtert wurden.

Beschreibung des ersten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung

Im Weiteren werden Ausführungsformen des ersten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung angeführt und beschriebenen.

(1) Ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes durch Bilden einer SEBa2Cu3O7-x- basierten (SE: Seltenerdenelement) supraleitenden Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist, und anschließendes Ausführen eines Schneidens in einer Längsrichtung mit einer bestimmten Breite, wobei das Verfahren enthält:

  • einen Schritt zum Ausführen eines thermischen Schneidens in einer Längsrichtung mit einer bestimmten Breite durch Bestrahlen eines zu schneidenden Abschnitts mit Infrarotlaserlicht und
  • einen Schritt zum Wärmebehandeln des thermisch geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Sauerstoffgasatmosphäre.

Wie oben beschrieben, ist Schneiden durch Laserbestrahlung mit Infrarotlaserlicht ein thermisches Schneiden, und darum erhöht die während des Schneidens entstehende Wärme die Temperatur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, was die Supraleiteigenschaften schnell verschlechtert.

Jedoch ist im Ergebnis von Untersuchungen, die hier benannten Erfinder hinsichtlich der Verschlechterung der Supraleiteigenschaften mit steigender Temperatur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes durchgeführt haben, Folgendes festgestellt worden.

Die Supraleiteigenschaften verschlechtern sich bei 300°C bis 800°C, weil Sauerstoff aus einem Oxid-Supraleiter austritt, und verschlechtern sich bei 800°C oder darüber, weil die Kristalle eines Oxid-Supraleiters selbst beschädigt werden. Im letzteren Fall ist die Wiederherstellung der Supraleiteigenschaften schwierig, weil die Kristalle selbst beschädigt werden. Im ersteren Fall können die Supraleiteigenschaften hinreichend wiederhergestellt werden, falls der ausgetretene Sauerstoff wieder in den Oxid-Supraleiter zurückgeführt werden kann.

Insbesondere hat sich herausgestellt, dass, wenn ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der einem Schneiden unterzogen wird, eine Wärmebehandlung in Sauerstoff durchläuft, was als Sauerstoffglühen bezeichnet wird, wobei langsam eine Abkühlung in einer Sauerstoffgasatmosphäre ausgeführt wird, Sauerstoff wieder in den Oxid-Supraleiter zurückgeführt wird, und die verschlechterten Supraleiteigenschaften werden hinreichend wiederhergestellt.

Dieser Aspekt basiert auf den obigen Befunden. Durch Ausführen eines thermischen Schneidens durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht und anschließendes Wärmebehandeln des geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Sauerstoffgasatmosphäre werden die Supraleiteigenschaften, die durch das Schneiden des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit einer hohen Schneidgeschwindigkeit verschlechtert wurden, wiederhergestellt, was die Verschlechterung der Supraleiteigenschaften hinreichend unterdrücken kann. Darum kann der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht effizient hergestellt werden.

Ein Infrarotlaser, der Laserlicht aussendet, das eine Wellenlänge von 1,0 bis 1,1 µm aufweist, eignet sich unter den derzeit verfügbaren Laserbearbeitungsvorrichtungen vom Standpunkt der Ausgangsleistung und der Punktgröße her am besten als ein Laser, der zum Schneiden verwendet wird.

Wenn thermisches Schneiden mit einer bestimmten Breite unter Verwendung eines Infrarotlasers ausgeführt wird, so werden vom Standpunkt der Produktionseffizienz aus mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte, die jeweils eine bestimmte Breite aufweisen, bevorzugt durch thermisches Schneiden eines zu schneidenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes hergestellt, ohne dass ein einzelner supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der eine bestimmte Breite aufweist, durch thermisches Schneiden beider Ränder eines zu schneidenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes hergestellt wird.

(2) Dieses Verfahren ist effektiv, wenn der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht durch Ausführen eines thermischen Schneidens so hergestellt wird, dass er eine Breite von 1 mm oder weniger aufweist.

Eine Region der supraleitenden Oxidschicht, deren Supraleiteigenschaften sich aufgrund eines thermischen Schneidens mit einem Infrarotlaser verschlechtern, das heißt, eine Region, aus der Sauerstoff austritt, ist von den Bestrahlungsbedingungen von Infrarotlaserlicht ungeachtet der Schneidbreite abhängig. Darum verschlechtern sich in dem Maße, wie die Schneidbreite sich verringert, die Supraleiteigenschaften des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes rasch, aber es entsteht ein großer Effekt der Wiederherstellung der Supraleiteigenschaften durch Wärmebehandlung in Sauerstoff. Besonders ausgeprägt zeigt sich dieser Effekt bei der Produktion eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der eine Breite von 1 mm oder weniger aufweist.

Ferner lässt sich, wenn mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte, die eine Breite von 1 mm oder weniger aufweisen, gebündelt und gelitzt werden, zum Beispiel leicht ein Biegen in einer Breitenrichtung erreichen. Dadurch kann zum Beispiel auf einfache Weise eine supraleitende Spule hergestellt werden.

Details von Ausführungsformen des ersten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung

Im Weiteren wird der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand der Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt und wird allein durch den Schutzumfang der Ansprüche definiert. Es ist beabsichtigt, dass unter die vorliegende Erfindung auch Äquivalente des Schutzumfangs der Ansprüche sowie alle Modifizierungen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche fallen. Das Gleiche gilt für Ausführungsformen eines zweiten Aspekts und Ausführungsformen eines dritten Aspekts.

1 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines thermisch geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes veranschaulicht. A1 bezeichnet einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht, A2 bezeichnet ein Metallsubstrat, A3 bezeichnet eine Zwischenschicht, A4 bezeichnet eine supraleitende Oxidschicht, und A5 bezeichnet eine Silberschicht, die als eine Schutzschicht dient.

Der in 1 veranschaulichte supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht A1 wird durch Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden und thermischen Schneiden des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Längsrichtung mit einer bestimmten Breite durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht hergestellt. Im Weiteren wird der Produktionsablauf des in 1 veranschaulichten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes A1 beschrieben.

Produktion des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden

Der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Schneiden wird durch ein öffentlich bekanntes Verfahren hergestellt.

Herstellung des Metallsubstrats

Zuerst wird ein Metallsubstrat hergestellt, das so geschnitten wird, dass es eine bestimmte Breite aufweist. Das Metallsubstrat ist bevorzugt ein bandförmiges orientiertes Metallsubstrat, dessen Oberfläche mit Bezug auf eine c-Achse biaxial orientiert ist, um eine supraleitende Oxidschicht durch epitaxiales Züchten eines Oxid-Supraleiters durch c-Achsen-Orientierung zu bilden. Zu konkreten Beispielen des Substrats gehören ein NiW-Legierungssubstrat und ein plattiertes Metallsubstrat, wie zum Beispiel Ni/Cu/SUS, das SUS oder dergleichen als ein Grundmetall verwendet. Alternativ kann zum Beispiel auch ein I BAD-Substrat verwendet werden, in dem eine orientierte Zwischenschicht auf einem nicht-orientierten Metallsubstrat laminiert ist.

Bildung der Zwischenschicht

Als Nächstes wird eine Zwischenschicht, die aus einer Keramik besteht, auf dem Metallsubstrat durch ein HF-Sputterverfahren oder dergleichen so gebildet, dass sie eine bestimmte Dicke aufweist. Insbesondere wird die Zwischenschicht aus Keramik gebildet, wie zum Beispiel CeO2, stabilisiertem Zirkonoxid, zum Beispiel YSZ und Y2O3. Normalerweise werden solche Keramikmaterialien laminiert, um eine Zwischenschicht zu bilden.

Bildung einer supraleitenden Oxidschicht

Als Nächstes wird eine SEBa2Cu3O7-x-basierte supraleitende Oxidschicht auf der Zwischenschicht durch ein öffentlich bekanntes Verfahren ausgebildet, wie zum Beispiel ein Impulslaserabscheidung (PLD)-Verfahren oder ein metallorganisches Zersetzungsverfahren (MOD-Verfahren). Im vorliegenden Text meint SE ein Seltenerdenelement, das zweckmäßigerweise aus Yttrium (Y), Ytterbium (Yb), Gadolinium (Gd), Samarium (Sm), Neodym (Nd), Erbium (Er), Europium (Eu), Holmium (Ho) und Dysprosium (Dy) ausgewählt wird.

Bildung einer Silberschicht

Als Nächstes wird erforderlichenfalls eine Silberschicht, die eine Dicke von mehreren Mikrometern bis zu mehreren zehn Mikrometern aufweist, auf der supraleitenden Oxidschicht durch ein Abscheidungsverfahren wie zum Beispiel ein Gleichstromsputterverfahren ausgebildet, um als eine Schutzschicht für die supraleitende Oxidschicht zu dienen.

Einleitung von Sauerstoff in die supraleitende Oxidschicht

Als Nächstes wird, durch Ausführen einer Wärmebehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre, Sauerstoff in die supraleitende Oxidschicht eingeleitet. Durch die oben erwähnten Prozesse wird die Produktion eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden vollendet. Dieser Prozess des Einleitens von Sauerstoff in die supraleitende Oxidschicht kann weggelassen werden.

Schneiden

Als Nächstes wird der hergestellte supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Schneiden thermisch in einer Längsrichtung unter Verwendung eines Infrarotlasers geschnitten.

Zu konkreten Beispielen des Infrarotlasers, die zweckmäßigerweise verwendet werden, gehören Faserlaser und YAG-Laser, die in der Lage sind, Infrarotlicht auszusenden, das eine Wellenlänge von 1,0 bis 1,1 µm aufweist. Ein Dauerstrichlaser oder ein gepulster Laser kann verwendet werden, aber ein ultrakurzer gepulster Laser führt einen Ablationsprozess aus und ist deshalb in dieser Ausführungsform aus dem gleichen Grund ungeeignet wie Ultraviolettlaser.

Wie oben beschrieben, ist während des Schneidens mit einem Infrarotlaser die Region der supraleitenden Oxidschicht, deren Supraleiteigenschaften sich verschlechtern, das heißt, die Region, aus der Sauerstoff austritt, nicht von der Schneidbreite abhängig. Darum macht sich in dem Maße, wie sich die Schneidbreite verringert, der Einfluss von austretendem Sauerstoff bemerkbar, und die Supraleiteigenschaften des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes verschlechtern sich rasch, aber in der anschließenden Wärmebehandlung in Sauerstoff tritt ein großer Effekt der Wiederherstellung der Supraleiteigenschaften ein. Insbesondere dann, wenn der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht eine Schneidbreite W (siehe 1) von 1 mm oder weniger hat, ist ein solcher Effekt besonders ausgeprägt.

Ein solcher supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 1 mm oder weniger aufweist, kann in einer Breitenrichtung in Kombination mit einem Verdrehen gebogen werden. Darum können mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte gebündelt werden, um einen Supraleiter herzustellen, der Flexibilität besitzt, oder mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte können gelitzt werden, um einen Supraleiter mit geringem Wechselstromverlust herzustellen.

Wärmebehandlung in Sauerstoff

Als Nächstes wird der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht, der einem Schneiden unter Verwendung eines Infrarotlasers unterzogen wurde, in einer Sauerstoffgasatmosphäre wärmebehandelt. Dadurch tritt Sauerstoff, der während des Schneidens aus dem Oxid-Supraleiter ausgetreten ist, wieder in den Oxid-Supraleiter ein, wodurch die verschlechterten Supraleiteigenschaften wiederhergestellt werden.

Diese Wärmebehandlung in Sauerstoff wird normalerweise bei einem Druck von 1 Atmosphäre in einer reinen Sauerstoffatmosphäre ausgeführt, kann aber auch unter Druck ausgeführt werden. Die Behandlungstemperatur kann 800°C oder weniger betragen. Jedoch muss die Wärmebehandlung bei geringer Temperatur über eine lange Zeit ausgeführt werden, und der oben erwähnte Effekt wird bei hoher Temperatur gesättigt. Darum beträgt die maximale Temperatur bevorzugt etwa 400°C bis 550°C.

Genauer gesagt, wird der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht auf die oben erwähnte Behandlungstemperatur erwärmt, über eine bestimmte Zeit gehalten und anschließend langsam abgekühlt. Die Zeit für ein langsames Abkühlen wird zweckmäßig eingestellt, weil die Zeit entsprechend dem Typ des SE und der Struktur der Drähte variiert. Wenn zum Beispiel Y als SE verwendet wird, so kann der Oxid-Supraleiter innerhalb mehrerer Minuten auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Wenn jedoch Gd als SE verwendet wird, dann wird der Oxid-Supraleiter langsam über mindestens 2 Stunden oder länger auf 200°C abgekühlt, weil der Grad der Wiederherstellung von Ic höchstwahrscheinlich steigen wird.

Diese Wärmebehandlung in Sauerstoff wird normalerweise bei einem Druck von 1 Atmosphäre in einer reinen Sauerstoffatmosphäre ausgeführt, kann aber auch unter Druck ausgeführt werden. Die Behandlungstemperatur kann 800°C oder weniger betragen. Jedoch muss die Wärmebehandlung bei geringer Temperatur über eine lange Zeit ausgeführt werden, und der oben erwähnte Effekt wird bei hoher Temperatur gesättigt. Darum beträgt die maximale Temperatur bevorzugt etwa 400°C bis 550°C.

Bildung einer Stabilisierungsschicht

Der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht nach der Wärmebehandlung in Sauerstoff kann eine Stabilisierungsschicht A6 aus Kupfer oder Kupferlegierung enthalten, die auf seiner Umfangsfläche ausgebildet wird, wie bei dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht A11 in 2. Ferner kann, wie in 3 veranschaulicht, eine Isolierschicht A7, die aus einem Polyamidharz besteht, auf der Umfangsfläche der Stabilisierungsschicht A6 gebildet werden.

Durch die oben erwähnten Prozesse wird die Produktion eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vollendet.

Experimentalbeispiele

Als Nächstes wird der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand der Experimentalbeispiele konkreter beschrieben.

Im vorliegenden Text wurde ein breiter supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht durch drei verschiedene Schneidverfahren, wie zum Beispiel Schneiden mit einem Infrarotlaser, Schneiden mit einem Ultraviolettlaser und mechanisches Schneiden, so geschnitten, dass er verschiedene Drahtbreiten aufwies. Dadurch wurden supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte in den Experimentalbeispielen A-1 bis A-9 mit oder ohne Wärmebehandlung in Sauerstoff (Sauerstoffglühen nach dem Schneiden) hergestellt. Für jeden der hergestellten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte wurde Ic beurteilt.

Produktion von breitem supraleitendem Oxid-Dünnfilmdraht (vordem Schneiden)

Ein plattiertes Substrat, das durch Laminieren einer orientierten Cu-Schicht und einer orientierten Ni-Schicht auf einem SUS-Substrat erhalten wurde, wurde als ein Metallsubstrat bereitgestellt. Eine Zwischenschicht wurde auf dem Metallsubstrat durch Laminieren von Y2O3, YSZ und CeO2 ausgebildet. Eine supraleitende GdBa2Cu3O7-x-Oxidschicht wurde auf der Zwischenschicht als eine supraleitende Oxidschicht ausgebildet. Ferner wurde eine Silberschicht, die als eine Schutzschicht dient, auf der supraleitenden Oxidschicht ausgebildet. Dadurch wurde ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 10 mm aufwies, hergestellt.

Schneidbedingungen

Der hergestellte supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 10 mm aufwies, wurde thermisch unter Verwendung eines Infrarotlasers in den Experimentalbeispielen A-1 bis A-6 geschnitten und nicht-thermisch unter Verwendung eines Ultraviolettlasers in den Experimentalbeispielen A-7 und A-8 geschnitten. Der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht wurde in Experimentalbeispiel A-9 mechanisch geschnitten.

Die Schneidbedingungen mit einem Infrarotlaser wurden folgendermaßen eingestellt.

  • Laser: Faserlaser
  • Wellenlänge: 1,064 µm
  • Ausgangsleistung: 300 W
  • Hilfsgas: N2
  • Bearbeitungsgeschwindigkeit: 50 m/min

Die Schneidbedingungen mit einem Ultraviolettlaser wurden folgendermaßen eingestellt.

  • Laser: Dritte Oberwelle eines YAG-Lasers
  • Wellenlänge: 0,355 µm
  • Ausgangsleistung: 4 W
  • Hilfsgas: nicht verwendet
  • Bearbeitungsgeschwindigkeit: 6 mm/min

Beim Schneiden mit einem Infrarotlaser betrugen die Schneidbreiten vom Ende aus 1,5 mm, 4 mm, 2 mm, 1 mm und 1,5 mm. Beim Schneiden mit einem Ultraviolettlaser betrugen die Schneidbreiten 3 mm, 4 mm und 3 mm vom Ende aus.

In den anschließenden Experimenten wurden die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte, die in den mittigen Abschnitten geschnitten wurden, die nicht durch Ränder des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden beeinflusst werden, zwischen den supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten nach dem Schneiden verwendet. Insbesondere wurden die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte, die Breiten von 4 mm, 2 mm und 1 mm beim Schneiden mit einem Infrarotlaser aufwiesen, und der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 4 mm beim Schneiden mit einem Ultraviolettlaser aufwies, verwendet.

Wärmebehandlung in Sauerstoff

Zwei Drahtproben wurden aus dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht nach dem Schneiden in jedem der Experimentalbeispiele geschnitten. Eine der Drahtproben (Experimentalbeispiele A-2, A-4, A-6 und A-8) wurde einer Wärmebehandlung in Sauerstoff unterzogen, das heißt, sie wurde bei einem Druck von 1 Atmosphäre in einer reinen Sauerstoffgasatmosphäre auf 550°C erwärmt, 30 Minuten lang gehalten und anschließend in einem Ofen langsam abgekühlt.

Messung des Ic

Der kritische Strom (Ic) in jedem der Experimentalbeispiele wurde in flüssigem Stickstoff durch ein Vier-Anschluss-Verfahren gemessen. Ferner wurde der normalisierte Ic (A/cm) auf der Basis der Messergebnisse für jedes der Experimentalbeispiele berechnet. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. 4 veranschaulicht die Beziehung zwischen den Messergebnissen des Ic und der Drahtbreite in den Experimentalbeispielen A-1 bis A-6. Tabelle 1

ExperimentalbeispielSchneidverfahrenSchneidbreite (mm)Wärmebehandlung in SauerstoffIc (A)Normalisierter Ic (A/cm)Geplante BreiteTatsächlich gemessene BreiteA-1Infrarotlaser13,97Nein257647A-2InfrarotlaserJa273688A-3Infrarotlaser22,00Nein107535A-4InfrarotlaserJa137685A-5Infrarotlaser10,98Nein27271A-6InfrarotlaserJa63643A-7Ultraviolettlaser13,98Nein271681A-8UltraviolettlaserJa274688A-9Mechanisches Schneiden44,01Nein268668

Wie aus den Experimentalbeispielen A-1 bis A-6 in Tabelle 1 deutlich wird, ist Ic in den Experimentalbeispielen mit Wärmebehandlung in Sauerstoff höher als in den Experimentalbeispielen ohne Wärmebehandlung in Sauerstoff, und zwar ungeachtet der Drahtbreite. Dies zeigt, dass ein Ic, der durch thermisches Schneiden mit einem Infrarotlaser verringert wurde, durch Wärmebehandlung in Sauerstoff können wiederhergestellt werden.

Insbesondere wird, wie in den Experimentalbeispielen A-5 und A-6 gezeigt, Ic nach dem Schlitzen für die Drähte, die einem thermischen Schneiden auf eine Breite von 1 mm unterzogen wurden, beträchtlich verringert, aber Ic wird durch die Wärmebehandlung in Sauerstoff zum großen Teil wiederhergestellt.

Der normalisierte Ic nach der Wärmebehandlung in Sauerstoff ist im Wesentlichen gleich dem normalisierten Ic mit einem Ultraviolettlaser. Dies zeigt, dass ein Schneiden ausgeführt werden kann, während die Verschlechterung der Supraleiteigenschaften hinreichend unterdrückt wird, ungeachtet der Tatsache, dass die Schneidgeschwindigkeit eines Infrarotlasers etwa 10.000-mal höher ist als die eines Ultraviolettlasers.

Wie in 4, wo die Drahtbreite nach dem thermischen Schneiden und Ic aufgetragen sind, veranschaulicht ist, wird geschätzt, dass Ic sich bei einer Drahtbreite von etwa 0,12 mm verschlechtert. In 4 zeigt der schwarze Kreis einen gemessenen Wert einer Drahtprobe an, die ohne Ausführen einer Wärmebehandlung in Sauerstoff nach dem thermischen Schneiden erhalten wurde. Das schwarze Dreieck zeigt einen gemessenen Wert einer Drahtprobe an, die durch Ausführen einer Wärmebehandlung in Sauerstoff nach dem thermischen Schneiden erhalten wurde.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes bereitgestellt werden, bei dem eine Verschlechterung der Supraleiteigenschaften hinreichend unterdrückt werden kann, indem Supraleiteigenschaften wiederhergestellt werden, die durch das Schneiden eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit einer hohen Schneidgeschwindigkeit unter Verwendung eines Infrarotlasers verschlechtert wurden.

Der oben beschriebene erste Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Technik, die in der Lage ist, effizient und ohne Verschlechterung der Supraleiteigenschaften einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht durch Schneiden eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes herzustellen, der zum Beispiel eine Seltenerden-basierte supraleitenden Oxidschicht enthält. Diese Technik trägt zur weiteren Verbreitung der praktischen Nutzung von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten bei.

Zweiter Aspekt

Als Nächstes werden ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes beschrieben.

Spezielles Problem, das im zweiten Aspekt gelöst wird

In dem oben beschriebenen Produktionsprozess für einen supraleitenden Oxiddraht im Stand der Technik erhöht die Bildung einer Stabilisierungsschicht durch Kupferplattieren oder Aufkleben von Kupferband die Kosten und erhöht außerdem die Größe des Drahtes.

In dem Fall, wo eine Zwischenschicht aus einem leitfähigen Material gebildet wird, hat die Zwischenschicht eine neue Funktion des Sicherstellens der Leitfähigkeit zwischen der supraleitenden Schicht und dem Metallsubstrat zusätzlich zu den bereits bestehenden Funktionen wie zum Beispiel die Vermeidung von Diffusion von Elementen in eine supraleitende Schicht und die Gitteranpassung mit einer supraleitenden Schicht. Es ist schwierig, ein Material für die Zwischenschicht zu finden, das in der Lage ist, hinreichend solche verschiedenen Funktionen auszuführen, und das sich auf einfache Weise ausbilden lässt.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe des zweiten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung, einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht bereitzustellen, bei dem die Leitfähigkeit zwischen der supraleitenden Oxidschicht und dem Metallsubstrat auf einfache Weise unter Verwendung einer anderen Schicht als einer Zwischenschicht ohne Verwendung der Stabilisierungsschicht, die die Kosten und die Drahtgröße erhöht, sichergestellt werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes bereitzustellen.

Beschreibung des zweiten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung

Im Weiteren werden Ausführungsformen des zweiten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung angeführt und beschriebenen.

(1) Ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes durch Schneiden eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, in dem eine SEBa2Cu3O7-x-basierte (SE: Seltenerdenelement) supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist, wobei der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht in einer Längsrichtung mit einer gewünschten Breite geschnitten wird, wobei das Verfahren enthält:

  • einen thermischen Schneideschritt zum thermischen Schneiden des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes in einer Längsrichtung durch Bestrahlen eines zu schneidenden Abschnitts mit Infrarotlaserlicht,
  • wobei in dem thermischen Schneideschritt, durch thermisches Schneiden des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, aus denen der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht besteht und die während des Schneidens geschmolzen werden, auf beiden Seitenflächen des geschnittenen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes ausgebildet werden, wobei die Mischschichten als leitfähige Schichten ausgebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Die hier benannten Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn eine Sektion eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der durch thermisches Schneiden durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht erhalten wurde, bei der Lösung des oben erwähnten Problems beobachtet wird, neue Schichten auf beiden Seitenflächen entstehen, die Schneidflächen sind. Andererseits entsteht eine solche Schicht nicht, wenn ein mechanisches Schneidverfahren, das eine Schlitzvorrichtung oder dergleichen verwendet, oder ein Schneidverfahren, das Bestrahlung mit Ultraviolettlaserlicht verwendet, eingesetzt wird.

Im Ergebnis der Analyse von Materialien, aus denen die Schichten bestehen, wurden vor allem Kupfer, Silber, Eisen, Nickel, Barium und ein Seltenerdenelement wie zum Beispiel Gd nachgewiesen. Dadurch wurde herausgefunden, dass die Schichten Schichten sind, die aus Materialien bestehen, aus denen der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht besteht und die während des thermischen Schneidens durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht geschmolzen werden, das heißt Schichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien für ein Metallsubstrat, eine supraleitende Oxidschicht und eine Schutzschicht in Form eines Gemisches gebildet werden.

Ferner wurde der elektrische Widerstand des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, auf dem solche Schichten ausgebildet sind, zwischen der Vorderfläche auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht und der Rückfläche auf der Seite des Metallsubstrats gemessen. Der elektrische Widerstand beträgt gerade einmal 2 Ω oder weniger pro 1 cm Drahtlänge, was eine hinreichend hohe Leitfähigkeit anzeigt. Der Grund, warum der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht einen solch geringen elektrischen Widerstand hat, ist wahrscheinlich, dass die Schichten aus Materialien bestehen, die den supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht bilden, wie oben beschrieben.

Dieser Aspekt basiert auf den oben erwähnten Befunden. Durch Bilden solcher leitfähigen Schichten kann die Stabilität während des Hindurchfließens von elektrischem Strom sichergestellt werden, ohne eine Stabilisierungsschicht anzuordnen. Darüber hinaus es ist ausreichend, dass solche leitfähigen Schichten während des thermischen Schneidens durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht gebildet werden. Darum kann die Leitfähigkeit zwischen der supraleitenden Oxidschicht und dem Metallsubstrat auf einfache Weise sichergestellt werden, ohne eine Funktion als eine Zwischenschicht hinzuzufügen.

Da die Stabilisierungsschicht nicht unbedingt angeordnet ist, können die Kosten gesenkt werden, und auch die Größe des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes kann verringert werden, was die Größe einer Vorrichtung verringern kann, die den supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht enthält.

Selbst wenn die Silberschicht auf der supraleitenden Oxidschicht, wie im Stand der Technik, als eine Schutzschicht angeordnet wird, kann die Dicke der Silberschicht auf 1 µm oder weniger eingestellt werden, indem man die Leitfähigkeit zwischen der supraleitenden Oxidschicht und dem Metallsubstrat sicherstellt. Alternativ wird die Silberschicht nicht unbedingt angeordnet. Von diesem Standpunkt aus können die Kosten ebenfalls gesenkt werden.

Die oben beschriebenen leitfähigen Schichten können Materialien enthalten, aus denen die Zwischenschicht bestehen. Obgleich die Zwischenschicht aus Keramik gebildet wird und darum keine Leitfähigkeit besitzt, ist die Menge der Materialien, die in den leitfähigen Schichten enthalten ist, gering, weil die Zwischenschicht dünn ist, wodurch die Leitfähigkeit nicht behindert ist.

Ein Infrarotlaser, der Laserlicht aussendet, das eine Wellenlänge von 1,0 bis 1,1 µm aufweist, ist unter den derzeit verfügbaren Laserbearbeitungsvorrichtungen vom Standpunkt der Ausgangsleistung und Punktgröße aus am besten als ein Laser geeignet, der zum Schneiden verwendet wird.

Durch Anwenden von Infrarotlaserlicht auf das Metallsubstrat werden zuerst Materialien für das Metallsubstrat geschmolzen, wodurch leitfähige Schichten, die eine glatte Oberfläche aufweisen, auf den Seitenflächen gebildet werden können. Im vorliegenden Text wird gleichzeitig bevorzugt ein Hilfsgas zugeblasen, weil die geschmolzen Materialien gleichmäßig verteilt werden können.

Aus dem gleichen Grund, der in dem Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurde, wird der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht nach dem Schneiden dann bevorzugt in einer Sauerstoffgasatmosphäre wärmebehandelt.

Eine Schutzschicht und/oder eine Isolierschicht können ferner auf der supraleitenden Oxidschicht des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes nach dem Schneiden oder auf dem Umfang des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes nach dem Schneiden ausgebildet werden.

(2) Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, in dem eine SEBa2Cu3O7-x-basierte (SE: Seltenerdenelement) supraleitende Oxidschicht über einem bandförmigen Metallsubstrat ausgebildet wird, wobei eine Zwischenschicht dazwischen angeordnet ist,
wobei Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, aus denen der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht besteht, auf beiden Seitenflächen als leitfähige Schichten gebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Wenn Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, aus denen der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht besteht, auf beiden Seitenflächen als leitfähige Schichten gebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden, wie oben beschrieben, so kann die Stabilität während des Hindurchfließens von elektrischem Strom sichergestellt werden, ohne eine Stabilisierungsschicht anzuordnen. Darum kann ein kompakter supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der ausgezeichnete Supraleiteigenschaften besitzt, zu geringen Kosten bereitgestellt werden.

Der elektrische Widerstand zwischen der supraleitenden Oxidschicht oder der Silberschicht, die auf der supraleitenden Oxidschicht angeordnet ist, und dem Metallsubstrat beträgt bevorzugt 2 Ω oder weniger pro 1 cm Drahtlänge.

Wie oben beschrieben, wird, wenn der elektrische Widerstand gerade einmal 2 Ω oder weniger pro 1 cm Drahtlänge beträgt, eine ausreichende Leitfähigkeit sichergestellt, und die Stabilität während des Hindurchfließens von elektrischem Strom wird sichergestellt.

Das Metallsubstrat enthält bevorzugt mindestens einen guten Leiterteil, der sich kontinuierlich in einer Längsrichtung erstreckt.

Wenn ein solches Metallsubstrat, das einen guten Leiterteil aufweist, verwendet wird, so kann bewirkt werden, dass ein Überstrom effizient von den leitfähigen Schichten auf den Seitenflächen zu dem Metallsubstrat fließt. Folglich kann dem Metallsubstrat die Funktion als eine Stabilisierungsschicht zweckmäßig übertragen werden. Zu Beispielen des Metallsubstrats gehören orientierte Metallsubstrate, die aus Nickel gebildet werden, eine Ni-W-Legierung oder dergleichen; Ni-basierte wärmebeständige Legierungssubstrate wie zum Beispiel Hastelloy; plattierte Substrate, die eine Kupferschicht als eine orientierten Schicht enthalten; und SUS. Darunter erzeugt das plattierte Substrat einen beträchtlichen stabilisierenden Effekt, weil eine Kupferschicht, die einen geringen elektrischen Widerstand besitzt, in einem Metallsubstrat enthalten ist.

(3) In dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht werden supraleitende Oxidschichten bevorzugt so ausgebildet, dass sie das Metallsubstrat zwischen sich aufnehmen, und eine Zwischenschicht wird auf beiden Flächen des Metallsubstrats und zwischen jeder der supraleitenden Oxidschichten und dem Metallsubstrat angeordnet.

Wenn supraleitende Oxidschichten so gebildet werden, dass beide Flächen des Metallsubstrats dazwischen aufgenommen werden, so kann die Leistung eines supraleitenden Dünnfilmdrahts verbessert werden. Dadurch kann ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht bereitgestellt werden, der ausgezeichnete Supraleiteigenschaften, wie zum Beispiel einen höheren Ic, besitzt.

Details von Ausführungsformen des zweiten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung

Im Weiteren werden ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

(Erste Ausführungsform)Supraleitender Oxid-DünnfilmdrahtStruktur des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes

Zuerst wird die Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. 5 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.

In einem in 5 veranschaulichten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht B1 werden eine Zwischenschicht B3, eine supraleitende Oxidschicht B4 und eine Schutzschicht B5 auf einem Metallsubstrat B2 in dieser Reihenfolge gebildet.

Leitfähige Schichten B7, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien für das Metallsubstrat B2, die Zwischenschicht B3, die supraleitende SEBa2Cu3O7-x (SE: Seltenerdenelement)-Oxidschicht B4 und die Schutzschicht B5 (Silberschicht) erhalten werden, wobei die Materialien abgekühlt werden, nachdem sie durch Wärme während des thermischen Schneidens geschmolzen wurden, werden auf beiden Seitenflächen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes B1 gebildet. Darum werden die leitfähigen Schichten B7 aus einem Material für das Metallsubstrat B2, einem Material für die Zwischenschicht B3, einem Material für die supraleitende Oxidschicht B4 und Silber in einer gemischten Weise gebildet und besitzen so ausreichend Leitfähigkeit. Wie in 5 veranschaulicht, verbinden die leitfähigen Schichten B7 elektrisch die Schutzschicht B5 und die supraleitende Oxidschicht B4 mit dem Metallsubstrat B2.

Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes

Der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht, der die oben beschriebene Struktur aufweist, wird durch die folgende Verfahrensweise hergestellt.

Produktion des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden

Zuerst wird ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Schneiden durch das gleiche Produktionsverfahren wie der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Schneiden hergestellt, der in den Details von Ausführungsformen gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurde.

Thermischer Schneidprozess

Der hergestellte supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Schneiden wird thermisch in einer Längsrichtung mit einer bestimmten Breite unter Verwendung eines Infrarotlasers geschnitten. Im vorliegenden Text werden Abschnitte, die mit Infrarotlaserlicht bestrahlt werden, durch Wärme geschmolzen, und es wird in einer gemischten Weise eine Schmelze erzeugt, die Materialien für das Metallsubstrat, die Zwischenschicht, die supraleitende Oxidschicht und die Silberschicht enthält (wie oben beschrieben, wird die Silberschicht nicht unbedingt ausgebildet). Die Schmelze haftet so an, dass sie die Seitenflächen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes bedeckt, der durch thermisches Schneiden hergestellt wurde, und kühlt anschließend ab und verfestigt sich. Dadurch werden, wie in 5 veranschaulicht, leitfähige Schichten B7 jeweils mit einer Dicke von etwa 0,01 mm auf beiden Seitenflächen gebildet, und folglich werden die supraleitende Oxidschicht B4 und das Metallsubstrat B2 elektrisch miteinander bei einem elektrischen Widerstand von 2 Ω oder weniger pro 1 cm Länge des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes verbunden.

Insbesondere wird das thermische Schneiden durch das gleiche Verfahren ausgeführt wie das Schneiden und die Wärmebehandlung in Sauerstoff, die in den Details von Ausführungsformen gemäß dem ersten Aspekt beschrieben wurden.

(Zweite Ausführungsform)

Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben.

6 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht B11 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht B1 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass die Schutzschicht B5, die in dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht B1 gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet wird, nicht vorhanden ist.

Da die leitfähigen Schichten B7 die supraleitende Oxidschicht B4 und das Metallsubstrat B2 elektrisch verbinden, besteht keine Notwendigkeit, ein leitfähiges Material auf der supraleitenden Oxidschicht B4 anzuordnen, wodurch auf die Bildung einer Silberschicht, die aus teuerem Silber gebildet wird, verzichtet werden kann.

Dies kann die Produktionskosten des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes B11 weiter senken.

(Dritte Ausführungsform)

Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform beschrieben.

7 ist eine Schnittansicht, die eine Struktur eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht B21 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht B11 gemäß der zweiten Ausführungsform darin, dass ein plattiertes Metallsubstrat als das Metallsubstrat des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes B11 gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet wird.

Das plattierte Metallsubstrat wird bereitgestellt, indem man eine Kupferschicht B6, die ausgezeichnete Leitfähigkeit aufweist und als eine orientierte Schicht dient, auf einem Substrat B2a abscheidet, das SUS oder dergleichen als ein Grundmetall enthält. Dies kann den Effekt des Unterdrückens eines Überstroms in dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht B21 während des Hindurchfließens von elektrischem Strom durch die leitfähigen Schichten B7 weiter verbessern.

Eine Schutzschicht kann auf der supraleitenden Schicht des supraleitenden Dünnfilmdrahtes angeordnet werden, oder eine Isolierschicht kann um den supraleitenden Dünnfilmdraht herum angeordnet werden.

Experimentalbeispiele

Als Nächstes wird der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand der Experimentalbeispiele konkreter beschrieben.

Im vorliegenden Text wurde ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht durch verschiedene Schneidverfahren wie zum Beispiel Schneiden mit einem Infrarotlaser und Schneiden mit einem Ultraviolettlaser geschnitten. Dadurch wurden supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte gemäß Experimentalbeispielen B-1 bis B-4 mit oder ohne Wärmebehandlung in Sauerstoff hergestellt. Für jeden der hergestellten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte wurde Ic gemessen, und der elektrische Widerstand zwischen der Vorderfläche auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht und der Rückfläche auf der Seite des Metallsubstrats wurde an den leitfähigen Schichten gemessen.

Produktion des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden

Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 10 mm aufwies, wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie in den Experimentalbeispielen des ersten Aspekts beschrieben.

Schneidbedingungen

Der hergestellte supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 10 mm aufwies, wurde thermisch unter Verwendung eines Infrarotlasers in den Experimentalbeispielen B-1 und B-2 geschnitten und nicht-thermisch unter Verwendung eines Ultraviolettlasers in den Experimentalbeispielen B-3 und B-4 geschnitten.

Die Schneidbedingungen wurden auf die gleichen Schneidbedingungen eingestellt, wie in den Experimentalbeispielen des ersten Aspekts beschrieben. In der anschließenden Messung wurde ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht verwendet, der auf eine Breite von 4 mm geschnitten war.

Wärmebehandlung in Sauerstoff

Zwei Drahtproben wurden aus dem geschnitten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 4 mm aufwies, herausgeschnitten. Eine der Drahtproben (Experimentalbeispiele B-1 und B-3) wurde einer Wärmebehandlung in Sauerstoff unterzogen, das heißt, sie wurde bei einem Druck von 1 Atmosphäre in einer reinen Sauerstoffgasatmosphäre auf 550°C erwärmt, 30 Minuten lang gehalten und anschließend in einem Ofen langsam abgekühlt.

Messung des elektrischen Widerstandes

Die Sektion der Drahtprobe (Experimentalbeispiel B-1), die thermisch mit einem Infrarotlaser geschnitten wurde, wurde betrachtet. Es wurde festgestellt, dass die Seitenflächen mit Schichten bedeckt waren, die eine Dicke von etwa 0,01 mm aufwiesen. In den Schichten wurden hauptsächlich Cu, Ag, Fe, Ni, Ba, Gd und dergleichen nachgewiesen. Dieses Resultat zeigte, dass die Schichten aus einem Material für das Metallsubstrat, einem Material für die supraleitende Oxidschicht und Silber in der Silberschicht in einer gemischten Weise gebildet wurden, wobei die Materialien und Silber durch Wärme während des thermischen Schneidens mit einem Infrarotlaser geschmolzen wurden.

Dann wurde der elektrische Widerstand zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche der Drahtproben gemessen. Der elektrische Widerstand betrug 1,1 Ω pro 1 cm Drahtlänge in dem Fall, wo die Wärmebehandlung in Sauerstoff nicht ausgeführt wurde (Experimentalbeispiel B-1). Der elektrische Widerstand betrug 0,4 Ω pro 1 cm Drahtlänge in dem Fall, wo die Wärmebehandlung in Sauerstoff ausgeführt wurde (Experimentalbeispiel B-2). Dies zeigte, dass die Schichten ausreichend Leitfähigkeit besaßen. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass die Drahtprobe (Experimentalbeispiel B-3), die nicht-thermisch mit einem Ultraviolettlaser geschnitten wurde und in der solche Schichten nicht ausgebildet wurden, einen hohen Widerstand von 1200 Ω pro 1 cm Drahtlänge besaßen.

Messung des Ic

Der kritische Strom (Ic) jeder Drahtprobe wurde in flüssigem Stickstoff durch ein Vier-Anschluss-Verfahren gemessen. Der normalisierte Ic (A/cm), der auf der Basis der Messergebnisse in jedem der Experimentalbeispiele berechnet wurde, betrug 647 bis 688 A/cm.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung können ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, bei dem die Leitfähigkeit zwischen der supraleitenden Oxidschicht und dem Metallsubstrat auf einfache Weise unter Verwendung einer anderen Schicht als einer Zwischenschicht ohne Verwendung der Stabilisierungsschicht, die die Kosten erhöht und die Drahtgröße vergrößert, sichergestellt werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes bereitgestellt werden.

Der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung und das Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes können die Kosten senken, die zum Bilden einer Stabilisierungsschicht erforderlich sind, können Maßnahmen gegen Überstrom treffen, und können die Produktion vereinfachen. Sie sind für einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht, in dem eine supraleitende Oxidschicht angeordnet wird, und ein Verfahren zum Herstellen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes nützlich.

Dritter Aspekt

Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls zum Stabilisieren eines verbundenen Abschnitts von supraleitenden Dünnfilmdrähten effektiv.

Spezielles Problem, das im dritten Aspekt gelöst wird

PTL 8 schlägt ein Verfahren zum Verbinden supraleitender Oxidschichten durch Entfernen stabilisierender Schichten, die auf den Oberflächen der supraleitenden Oxidschichten ausgebildet sind, und Ausführen einer Erwärmung, während die supraleitenden Oxidschichten in Kontakt miteinander stehen, vor. In diesen Fall sind die stabilisierenden Schichten in einem verbundenen Abschnitt nicht vorhanden. Wenn also ein Überstrom durch den verbundenen Abschnitt fließt, so können die supraleitenden Oxidschichten zerbrochen werden.

PTL 9 offenbart ein Verfahren zum Verbinden supraleitender Oxid-Dünnfilmdrähte, in denen eine Stabilisierungsschicht ausgebildet wird. In diesem Fall ist, falls die Stabilisierungsschicht übermäßig dick ist, die Dicke des verbundenen Abschnitts viel größer als die von anderen Abschnitten. Folglich kann es schwierig sein, den supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht bei der Produktion von supraleitenden Kabeln, supraleitenden Spulen und dergleichen zu verwenden, oder der elektrische Widerstand in dem verbundenen Abschnitt kann zunehmen.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung, eine Technik bereitzustellen, bei der in dem Fall, wo mehrere supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte der Reihe nach miteinander verbunden werden, wenn ein Überstrom durch den verbundenen Abschnitt fließt, verhindert werden kann, dass eine supraleitende Oxidschicht zerbrochen wird, selbst wenn keine stabilisierenden Schichten in den Endabschnitten der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte angeordnet.

Beschreibung des dritten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung

Zuerst werden Ausführungsformen des dritten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung angeführt und beschriebenen.

(1) Ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes, der durch sequenzielles verbinden von Endabschnitten von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten verlängert wird, wobei mindestens eine Zwischenschicht und eine supraleitende Oxidschicht auf einem Metallsubstrat laminiert werden, wobei das Verfahren enthält:

  • einen Überlappungsschritt zum Überlappen von Flächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht und
  • einen Leitfähige-Schicht-Bildungsschritt zum thermischen Schneiden der überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in einer Längsrichtung unter Verwendung eines Infrarotlasers, um Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, die die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bilden und während des Schneidens geschmolzen werden, auf beiden Seitenflächen eines überlappten Abschnitts der geschnitten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte zu bilden, wobei die Mischschichten als leitfähige Schichten ausgebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Wie oben beschrieben, werden im Stand der Technik supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte so geschnitten, dass sie eine gewünschte Breite aufweisen, bevor sie miteinander verbunden werden. Die hier benannten Erfinder haben anhand von Experimenten herausgefunden, dass, wenn Flächen von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht miteinander überlappt werden und die überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte anschließend thermisch in einer Längsrichtung unter Verwendung eines Infrarotlasers geschnitten werden, Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien für Schichten (zum Beispiel ein Metallsubstrat, eine supraleitende Oxidschicht und eine Zwischenschicht) der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte erhalten werden, wobei die Materialien durch Wärme während des Schneidens geschmolzen werden, auf den Seitenflächen des überlappten Abschnitts gebildet werden. Andererseits wird eine solche Schicht nicht ausgebildet, wenn ein mechanisches Schneidverfahren, das eine Schlitzvorrichtung oder dergleichen verwendet, oder ein Schneidverfahren, das einen Ultraviolettlaser verwendet, eingesetzt werden.

Die Schichten, die durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht ausgebildet werden, enthalten leitfähige Materialien, wie zum Beispiel Materialien für die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat. Darum kann bewirkt werden, dass die Schichten als leitfähige Schichten fungieren, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden. Ferner kann bewirkt werden, dass ein Überstrom, der in der supraleitenden Oxidschicht erzeugt wird, zu dem Metallsubstrat durch die leitfähigen Schichten fließt. Darum kann die Funktion als eine Stabilisierungsschicht im Stand der Technik an die leitfähigen Schichten und das Metallsubstrat übertragen werden. Infolge dessen kann selbst dann, wenn keine Stabilisierungsschicht in einem Endabschnitt des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vorhanden ist, zweckmäßig verhindert werden, dass die supraleitende Oxidschicht durch einen Überstrom zerbrochen wird. Gemäß diesem Aspekt können die überlappenden supraleitenden Oxidschichten mit Gewissheit elektrisch durch die leitfähigen Schichten miteinander verbunden werden.

Im vorliegenden Text ist mit einem Infrarotlaser bevorzugt ein Infrarotlaser gemeint, der Laserlicht aussendet, das eine Wellenlänge von 1,0 bis 1,1 µm aufweist. Ein Infrarotlaser, der Laserlicht aussendet, das eine Wellenlänge von 1,0 bis 1,1 µm aufweist, ist hinsichtlich der Ausgangsleistung und Punktgröße unter den derzeit verfügbaren Laserbearbeitungsvorrichtungen am besten geeignet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bevorzugt so miteinander verbunden, dass supraleitende Oxidschichten miteinander überlappt werden, dass eine supraleitende Oxidschicht und eine Silberschicht, die auf der anderen supraleitenden Oxidschicht ausgebildet sind, miteinander überlappt werden, oder dass Silberschichten, die auf beiden supraleitenden Oxidschichten ausgebildet sind, miteinander überlappt werden. Außerdem können zum Beispiel Erwärmung und Druckbeaufschlagung ausgeführt werden, wenn die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte miteinander verbunden werden.

In dem Fall, wo eine Silberschicht auf der supraleitenden Oxidschicht angeordnet ist, können zwei supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte durch Überlappen der Silberschichten miteinander verbunden werden. In diesem Fall enthalten die leitfähigen Schichten, die auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte ausgebildet sind, Silber, das den elektrischen Widerstand der leitfähigen Schichten weiter verringern kann und die Leitfähigkeit weiter verbessern kann.

Während der Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht wird bevorzugt gleichzeitig ein Hilfsgas zugeblasen, weil die leitfähigen Schichten gleichmäßig auf den Seitenflächen des verbundenen Abschnitts ausgebildet werden können.

Wie in dem zweiten Aspekt werden die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bevorzugt in einer Sauerstoffgasatmosphäre wärmebehandelt.

(2) Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der durch sequenzielles Verbinden von Endabschnitten von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten verlängert wird, wobei mindestens eine Zwischenschicht und eine supraleitende Oxidschicht auf einem Metallsubstrat laminiert werden,
wobei Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von Materialien erhalten werden, die die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bilden, auf beiden Seitenflächen eines verbundenen Abschnitts der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte gebildet werden, wobei die Mischschichten als leitfähige Schichten ausgebildet werden, die die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch verbinden.

Wie oben beschrieben, können durch Bilden leitfähiger Schichten, die Materialien für das Metallsubstrat, die supraleitende Oxidschicht und dergleichen enthalten, auf den Seitenflächen des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes die supraleitende Oxidschicht und das Metallsubstrat elektrisch durch die leitfähigen Schichten miteinander verbunden werden, wodurch die Funktion als eine Stabilisierungsschicht im Stand der Technik zu dem Metallsubstrat übertragen werden kann. Darum kann selbst dann, wenn die Stabilisierungsschicht nicht in einem verbundenen Abschnitt vorhanden ist, zweckmäßig verhindert werden, dass die supraleitende Oxidschicht durch einen Überstrom zerbrochen wird.

(3) Das Metallsubstrat enthält bevorzugt mindestens einen guten Leiterteil, der sich kontinuierlich in einer Längsrichtung erstreckt.

Durch die Verwendung eines solchen Metallsubstrats, das einen guten Leiterteil enthält, kann effizient bewirkt werden, dass ein erzeugter Überstrom zu dem Metallsubstrat fließt, wodurch die Funktion als eine Stabilisierungsschicht zweckmäßig zu dem Metallsubstrat übertragen werden kann. Ein solches Metallsubstrat, das einen guten Leiterteil enthält, ist zum Beispiel ein plattiertes Substrat, das eine geschichtete Struktur aufweist, die eine Kupferschicht enthält.

Durch Bilden einer Isolierschicht auf dem Außenumfang des hergestellten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes kann der Draht von der Umgebung isoliert werden. Dadurch kann der hergestellte supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht auf einfache Weise auf Vorrichtungen aufgebracht werden.

Details von Ausführungsformen des dritten Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung

Im Weiteren wird ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung anhand der Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

8 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. Zwei supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 werden überlappt, um eine Verlängerung zu erreichen. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 8. Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht C11, in dem eine Zwischenschicht C13 und eine supraleitende Oxidschicht C14 auf einem Metallsubstrat C12 laminiert sind, und ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht C21, in dem eine Zwischenschicht C23 und eine supraleitende Oxidschicht C24 auf einem Metallsubstrat C22 laminiert sind, werden so miteinander verbunden, dass die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 einander zugewandt sind. C31 und C32 bezeichnen leitfähigen Schichten, die während des thermischen Schneidens ausgebildet werden. Im Weiteren wird der Produktionsablauf eines in 8 und 9 veranschaulichten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes C1 beschrieben.

Produktion des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Verbinden

(1) Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Verbinden wird durch das gleiche Produktionsverfahren hergestellt wie der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht vor dem Schneiden, der in den Details von Ausführungsformen des ersten Aspekts beschrieben wurde.

Bildung einer Stabilisierungsschicht

Als Nächstes wird erforderlichenfalls eine Stabilisierungsschicht, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet wird, auf der Oberfläche des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht oder auf der gesamten Umfangsfläche des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes ausgebildet. Dadurch wird ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht hergestellt. Im vorliegenden Text, wird, falls die Stabilisierungsschicht ausgebildet wird, die Stabilisierungsschicht in einem verbundenen Abschnitt bevorzugt entfernt.

Verbindung von supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten

In dieser Ausführungsform werden die hergestellten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte hintereinander miteinander verbunden, um einen verlängerten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht herzustellen. Im Weiteren wird jeder Schritt beim Verbinden der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte beschrieben.

Stabilisierungsschicht-Abtragsschritt

In dieser Ausführungsform werden, bevor die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte überlappt und verbunden werden, die Stabilisierungsschicht und eine Silberschicht von einem Endabschnitt jedes supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes entfernt, um die supraleitende Oxidschicht freizulegen.

Überlappungsschritt

Als Nächstes werden Flächen von Endabschnitten der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht miteinander überlappt. Insbesondere werden die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte miteinander so überlappt, dass oberste Schichten der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte auf der Seite der supraleitenden Oxidschicht einander zugewandt sind. In dieser Ausführungsform werden zwei supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 so miteinander überlappt, dass die supraleitenden Oxidschichten, die durch das Abtragen der stabilisierenden Schichten freigelegt werden, einander zugewandt sind, und anschließend wird der überlappende Abschnitt unter Verwendung einer Druck ausübenden Vorrichtung (nicht veranschaulicht) fixiert.

Leitfähige-Schicht-Bildungsschritt

Als Nächstes werden die überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 in einer Längsrichtung geschnitten, um geschlitzte supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte zu erhalten. In dieser Ausführungsform werden durch Verwendung von thermischem Schneiden mit einem Infrarotlaser zum Schlitzen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte die leitfähigen Schichten C31 und C32 auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 gebildet, wie in 9 veranschaulicht.

Insbesondere wird durch thermisches Schneiden der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte mit einem Infrarotlaser jede Schicht (zum Beispiel die Metallsubstrate C12 und C22 und die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24), aus denen die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 bestehen, geschmolzen und anschließend verfestigt. Dadurch werden Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von leitfähigen Materialien für jede Schicht, wie zum Beispiel Cu, Fe, Ni, Ba und ein Seltenerdenelement, zum Beispiel Gd, erhalten werden, als die leitfähigen Schichten C31 und C32 dergestalt gebildet, dass die Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte bedeckt werden.

Wenn die leitfähigen Schichten C31 und C32 auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 gebildet werden, wie oben beschrieben, so werden die Metallsubstrate C12 und C22 und die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 elektrisch durch die leitfähigen Schichten C31 und C32 miteinander verbunden.

In dem supraleitenden Oxid-Dünnfilmdraht C1, der durch das Produktionsverfahren gemäß dieser Ausführungsform verlängert wird, kann bewirkt werden, dass Überströme, die in den supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 erzeugt werden, durch die leitfähigen Schichten C31 und C32 zu den Metallsubstraten C12 und C22 fließen. Oder anders ausgedrückt: Da die Funktion als eine Stabilisierungsschicht im Stand der Technik zu den Metallsubstraten C12 und C22 übertragen werden kann, kann zweckmäßig verhindert werden, dass die supraleitenden Oxidschichten durch einen Überstrom zerbrochen werden, selbst wenn die Stabilisierungsschicht in dem verbundenen Abschnitt nicht vorhanden ist.

In dieser Ausführungsform können die überlappenden supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 elektrisch durch die leitfähigen Schichten C31 und C32 miteinander verbunden werden. Darum können die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 mit Gewissheit miteinander verbunden werden.

Insbesondere wird das thermische Schneiden durch das gleiche Schneidverfahren ausgeführt, das in den Details von Ausführungsformen des ersten Aspekts beschrieben wurde.

Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes gemäß anderen Ausführungsformen

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden die leitfähigen Schichten C31 und C32 durch thermisches Schneiden der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C12 mit einem Infrarotlaser, nachdem die supraleitenden Oxidschichten direkt miteinander überlappt wurden, so gebildet, dass sie über den supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähten C11 und C21 liegen, und die leitfähigen Schichten C31 und C32 verbinden die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 elektrisch miteinander.

Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Vor dem thermischen Schneiden mit einem Infrarotlaser kann ein überlappter Abschnitt der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 erwärmt werden, um die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 miteinander zu verbinden. In diesem Fall kann, da die supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 direkt miteinander verbunden werden, die Festigkeit eines verbundenen Abschnitts verbessert werden, und außerdem kann ein verbundener Abschnitt gebildet werden, der einen ultra-geringen Widerstand aufweist und durch den elektrischer Strom stabiler fließt.

Wenn zum Beispiel Silberschichten C40 auf den supraleitenden Oxidschichten C14 und C24 vor dem Überlappen angeordnet werden, wie in 10 veranschaulicht, so können zwei supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte C11 und C21 miteinander verbunden werden, indem die leitfähigen Schichten C31 und C32 gebildet werden, nachdem die Silberschichten C40 miteinander überlappt wurden.

Wenn der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht thermisch mit einem Infrarotlaser in dem Leitfähige-Schicht-Bildungsschritt geschnitten wird, so tritt Sauerstoff aus der supraleitenden Oxidschicht durch Wärme von dem Infrarotlaserlicht aus, wodurch mitunter die Supraleiteigenschaften verschlechtert werden. Darum wird nach dem Leitfähige-Schicht-Bildungsschritt bevorzugt ein sogenanntes Sauerstoffglühen ausgeführt, bei dem der supraleitende Oxid-Dünnfilmdraht in einer Sauerstoffgasatmosphäre wärmebehandelt wird. Dies bewirkt, dass Sauerstoff wieder in die supraleitende Oxidschicht eintritt, und die Supraleiteigenschaften können wiederhergestellt werden.

Wie oben beschrieben, kann das Metallsubstrat ein plattiertes Substrat, ein orientiertes Metallsubstrat, ein Ni-basiertes wärmebeständiges Legierungssubstrat oder ein SUS-Substrat sein, und ist bevorzugt ein plattiertes Substrat, das eine Kupferschicht enthält, die als ein guter Leiter dient. Durch Verwendung eines Metallsubstrats, das eine Schicht enthält, die als ein guter Leiter dient, kann effizient bewirkt werden, dass ein Überstrom zu dem Metallsubstrat fließt. Die Kupferschicht hat eine Dicke von 10 bis 70 µm bevorzugt.

Experimentalbeispiele

Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung wird anhand der Experimentalbeispiele konkreter beschrieben.

In den Experimentalbeispielen wurden, wenn mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte miteinander verbunden wurden, überlappte supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte in einer Längsrichtung durch verschiedene Schneidverfahren in den Experimentalbeispielen C-1 und C-2 geschnitten, und es wurde überprüft, ob leitfähige Schichten auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte ausgebildet wurden.

Produktion des supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes vor dem Schneiden

Ein supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht, der eine Breite von 10 mm aufwies, wurde durch das gleiche Verfahren hergestellt, das für die Produktion des breiten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrahtes (vor dem Schneiden) in den Experimentalbeispielen des ersten Aspekts beschrieben wurde.

Überlappungsbedingungen

In Experimentalbeispiel C-1 und in Experimentalbeispiel C-2 wurden zwei supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte so miteinander überlappt, dass Silberschichten in Endabschnitten der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte direkt in Kontakt miteinander standen, und der überlappende Abschnitt wurde unter Verwendung einer Druck ausübenden Vorrichtung fixiert.

Schneid (Schlitz)-Bedingungen

In Experimentalbeispiel C-1 wurden die überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte thermisch mit einem Infrarotlaser (Faserlaser) geschnitten. In Experimentalbeispiel C-2 wurden die überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte nicht-thermisch mit einem Ultraviolettlaser geschnitten. In Experimentalbeispiel C-1, in dem ein Infrarotlaser verwendet wurde, wurden die überlappenden supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte thermisch durch Bestrahlung mit Infrarotlaserlicht geschnitten, während ein Hilfsgas zugeblasen wurde. Die Schneidbreite wurde in Experimentalbeispiel C-1 und in Experimentalbeispiel C-2 auf 4 mm eingestellt.

Die Schneidbedingungen wurden auf die gleichen Schneidbedingungen eingestellt, wie in den Experimentalbeispielen des ersten Aspekts beschrieben.

Wärmebehandlung in Sauerstoff

Die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte wurden einer Wärmebehandlung in Sauerstoff unterzogen, das heißt, sie wurden bei einem Druck von 1 Atmosphäre in einer reinen Sauerstoffgasatmosphäre auf 550°C erwärmt, 30 Minuten lang gehalten und anschließend langsam in einem Ofen abgekühlt.

Begutachtung der Sektion

Die Sektionen der verlängerten supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in Experimentalbeispiel C-1 und Experimentalbeispiel C-2 wurden begutachtet. Schichten, die eine Dicke von etwa 0,01 mm aufwiesen, wurden auf beiden Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte ausgebildet.

Im Ergebnis der Analyse der Schichten, die in Experimentalbeispiel C-1 und Experimentalbeispiel C-2 gebildet wurden, wurden hauptsächlich Cu, Ag, Fe, Ni, Ba, Gd und dergleichen aus den Schichten nachgewiesen. Dies zeigte, dass durch Ausführen eines thermischen Schneidens mit einem Infrarotlaser Mischschichten, die im Ergebnis der Verfestigung von geschmolzenen Materialien für die supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte erhalten wurden, auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte entstanden.

Beurteilung der Leitfähigkeit auf Seitenflächen

Als Nächstes wurde der elektrische Widerstand zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche in dem verbundenen Abschnitt der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in Experimentalbeispiel C-1 und Experimentalbeispiel C-2 gemessen, um zu überprüfen, ob die Schichten, die auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in Experimentalbeispiel C1 und Experimentalbeispiel C-2 ausgebildet wurden, Leitfähigkeit besaßen.

Infolge dessen betrug der elektrische Widerstand zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in Experimentalbeispiel C-2, in dem ein nicht-thermisches Schneiden mit einem Ultraviolettlaser ausgeführt wurde, 1200 Ω pro 1 cm. Im Gegensatz dazu betrug der elektrische Widerstand zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in Experimentalbeispiel C-1, bei dem die Mischschichten auf den Seitenflächen durch Ausführen eines thermischen Schneidens mit einem Infrarotlaser ausgebildet wurden, 1,1 Ω pro 1 cm.

Dies zeigte, dass die Schichten, die auf den Seitenflächen der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte in Experimentalbeispiel C-1, in dem ein thermisches Schneiden mit einem Infrarotlaser ausgeführt wurde, ausgebildet wurden, leitfähige Schichten waren, welche die Schichten in dem verbundenen Abschnitt elektrisch verbinden.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Technik bereitgestellt werden, bei der in dem Fall, wo mehrere supraleitende Oxid-Dünnfilmdrähte hintereinander miteinander verbunden werden, verhindert werden kann, dass, wenn ein Überstrom durch den verbundenen Abschnitt fließt, eine supraleitende Oxidschicht zerbrochen wird, selbst wenn keine stabilisierenden Schichten in den Endabschnitten der supraleitenden Oxid-Dünnfilmdrähte angeordnet sind.

Der dritte Aspekt der vorliegenden Erfindung verhindert, dass die supraleitende Oxidschicht durch einen Überstrom zerbrochen wird, ohne eine Stabilisierungsschicht in einem verbundenen Abschnitt zu bilden, verhindert eine übermäßige Zunahme der Dicke des verbundenen Abschnitts, und verhindert eine Zunahme des elektrischen Widerstands in dem verbundenen Abschnitt. Der dritte Aspekt hilft bei einer Steigerung der Produktionseffizienz und der Senkung der Produktionskosten beispielsweise für supraleitende Kabel und supraleitende Spulen, die in einem Dauerstrommodus verwendet werden.

Bezugszeichenliste

A1, A11, A21
supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht
A2
Metallsubstrat
A3
Zwischenschicht
A4
supraleitende Oxidschicht
A5
Silberschicht
A6
Stabilisierungsschicht
A7
Isolierschicht
B1, B11, B21
supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht
B2
Metallsubstrat
B2a
Substrat
B3
Zwischenschicht
B4
supraleitende Oxidschicht
B5
Schutzschicht
B6
Kupferschicht
B7
leitfähige Schicht
C1
verlängerter supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht
C11, C21
supraleitender Oxid-Dünnfilmdraht
C12, C22
Metallsubstrat
C12a, C22a
SUS-Substrat
C12b, C22b
Kupferschicht
C13, C23
Zwischenschicht
C14, C24
supraleitende Oxidschicht
C31, C32
leitfähige Schicht
C40
Silberschicht
W
Schneidbreite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • US 6617283 [0007]
  • US 6956012 [0007]
  • JP 2011515792 [0007]
  • JP 200712582 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • T. Aytug et al., Electrical and magnetic properties of conductive Cu-based coated conductors, Applied Physics Letters, United States, American Institute of Physics, 10. November 2003, Band 83, Nummer 19, Seiten 3963 bis 3965 [0008]