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超伝導膜の使用方法および超伝導膜

国内特許コード P140010780
整理番号 NU-0541
掲載日 2014年7月30日
出願番号 特願2014-076562
公開番号 特開2015-198057
出願日 平成26年4月2日(2014.4.2)
公開日 平成27年11月9日(2015.11.9)
発明者
  • 吉田 隆
  • 一野 祐亮
  • 鶴田 彰宏
  • 渡邊 俊哉
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 超伝導膜の使用方法および超伝導膜
発明の概要 【課題】磁束密度Bの増加に伴ってその磁場中における超伝導膜の臨界電流密度Jの低下を抑制できる使用方法を提供する。
【解決手段】本実施例の超伝導膜10の使用方法によれば、超伝導体層14に電流を流すに際して、その超伝導体層14のc軸に直交する面内において磁束Φの方向(磁界の方向)と電流Iの方向とを平行とすることにより、磁束密度Bの増加開始とともに臨界電流密度Jが一旦増加した後で緩やかに低下する特性が得られる。このため、実用に際して磁束密度Bが増加しても、超伝導体層の電流許容値が急激に低下せず、一旦は増加してその後に緩やかに低下するので、臨界電流密度Jの低下が抑制される。これにより、従来よりも相対的に高い臨界電流密度が得られ、その実用範囲が拡大される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


液体窒素温度(77K)よりも高い臨界温度TCを示す高温超伝導部材、たとえば酸化物系超伝導材料或いは鉄系超伝送材料から成る超伝導体層が、基板の上にエピタキシャル成長させられた超伝導膜が知られている。このような超伝導膜は、たとえばテープ状に構成されて、超伝導ケーブルや超伝導コイルなどへの応用が期待されている。



そして、上記超伝導膜においては、格子欠陥、転移、空孔、界面、析出物などの不均質部分が、量子化磁束の移動を制限するピン止めセンターとして機能するので、そのピンを制御することで、磁場中においてその臨界電流密度J[×106A/cm2]の特性を改善できることが知られている。たとえば、特許文献1および特許文献2に記載されたものがそれである。特許文献1では、酸化物系超伝導膜(たとえばLnBa2Cu3x)では、基板面に垂直にすなわち酸化物系超伝導膜のc軸に平行な方向に結晶欠陥が入っているときに、磁場が膜面に垂直な方向に形成されたときの臨界電流密度Jが向上することが記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、超伝導膜の使用方法およびその方法で用いられる超伝導膜に関し、特に、超伝導膜の磁束密度B[T]に対する臨界電流密度の特性を向上させる技術に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板から該基板の一面に垂直なc軸方向へエピタキシャル成長させられた超伝導体層の中に人工ピンを有する超伝導膜の使用方法であって、
前記超伝導体層に電流を流すに際して、該超伝導体層の前記c軸に直交する面内において磁束の方向と電流の方向とを互いに平行とすることを特徴とする超伝導膜の使用方法。

【請求項2】
前記基板の上にエピタキシャル成長させられた超伝導体層は、該基板の面に平行な面で直交するa軸およびb軸を有し、
前記互いに平行な前記磁束の方向と電流の方向とは、該a軸またはb軸と平行であることを特徴とする請求項1の超伝導膜の使用方法。

【請求項3】
前記超伝導膜は、リボン形状であって、超伝導ケーブル内に配置され、
前記c軸に直交する面内における電流方向は該超伝導ケーブルの送電方向であり、その電流方向に平行な磁束の方向とは、該磁束のうちの電流方向に平行な方向成分であることを特徴とする請求項1又は2の超伝導膜の使用方法。

【請求項4】
基板から該基板の一面に垂直なc軸方向へエピタキシャル成長させられた超伝導体層の中に人工ピンを有する超伝導膜であって、
前記超伝導体層は、該超伝導体層の前記c軸に直交する面内において磁束の方向と電流の方向とを互いに平行とされた状態で電流が流されることを特徴とする超伝導膜。

【請求項5】
前記基板の上にエピタキシャル成長させられた超伝導体層は、該基板の面に平行な面で直交するa軸およびb軸を有し、
前記互いに平行な前記磁束の方向と電流の方向とは、該a軸またはb軸と平行であることを特徴とする請求項4の超伝導膜。

【請求項6】
前記超伝導膜は、リボン形状であって、超伝導ケーブル内に配置され、
前記c軸に直交する面内における電流方向は該超伝導ケーブルの送電方向であり、その電流方向に平行な磁束の方向とは、該磁束のうちの電流方向に平行な方向成分であることを特徴とする請求項4又は5の超伝導膜。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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