[發明專利]用于生產用于超導層的基板的方法

有效

• 申請號: 201380026929.5
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN104396038B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 安德斯·克里斯蒂安·武爾夫
• 申請（專利權）人: 丹麥技術大學
• 主分類號: H01L39/14
• 分類號: H01L39/14;H01L39/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 楊生平,鐘錦舜

技術領域

本發明涉及一種用于生產基板的方法，且具體地涉及適合于支撐細長超導元件的基板，以及用于生產且使用這種基板的對應方法。

背景技術

由于超導結構能夠在沒有電阻損耗的情況下傳導電流，所以超導結構可能視作有利的。因此超導結構例如超導帶材用于大量應用，例如發生器和變壓器。然而，雖然超導結構在傳送直流時具有卓越性能，但是該超導結構在用于交流(AC)應用時可能呈現較高損耗。

當前可用的減少AC損耗的裝置可能不適合于以直接方式處理較長長度的超導帶材。

在申請US 7,593,758 B2中，提出了具有被分割的高溫超導體層的帶材。在帶材基板、緩沖層以及超導層中的一個中形成的分裂條帶創建了超導層中的平行間斷點，這些間斷點將超導層的載流元件分成條帶或者長絲狀結構。載流元件的分割具有減少AC損耗的效應。還公開了用于制造這種超導帶材且在這種帶材中減少AC損耗的方法。

在申請US 4,101,731中，提出了復合復絲超導體結構，該結構包括細長載基板的、縱向引導的、噴濺離散細絲的A-15型金屬鍵超導體。在優選程序中，多個間隔的、大體縱向槽被形成在細長細絲基板優選金屬絲的表面上。槽在基板表面上的壁被成形為底切位于兩個相鄰槽之間的基板的曲線表面，使得槽的壁部分中的至少一些在其中超導體被噴濺到基板上的隨后噴濺步驟期間被幾何遮蔽。具體地，一層具有A-15晶體結構的適當超導金屬間化合物例如Nb₃Ge隨即被噴射到帶槽的基板上，并且沉積在槽的底部處以及槽之間的基板的表面部分處。遮擋的壁部分基本上保持無沉積物的，使得合成的間隔沉積物沿著基板隨著不同線或者帶延伸，由此構建超導細絲。若需要的話，則多個這種基板可以通過捆綁所述基板并且使其通過熔態金屬來固定成又一個復合結構。然后，合成結構作為一個頂級產品可以被設計為生產在周圍金屬矩陣中忍受超導細絲的基板的合成物。

可以看見現有技術的方法存在的問題在于：現有技術的方法不適合于有效且便宜地連續處理這種較長長度的帶材、使能低材料消耗并且/或者為超導帶材提供好的基板。具有用于制造用于具有減少AC損耗的超導帶材的基板的方法將是有利的，其中，與現有技術相比，該方法適合于連續處理這種較長長度的帶材，并且該方法將使有效的、便宜的，并且/或者提供用于超導帶材的改進基板的方法。

發明內容

本發明又一個目的在于提供對現有技術的可替換。

具體地，可以看見本發明的目的在于提供用于制造用于具有減少AC損耗的超導帶材的基板的方法，該方法適合于連續處理這種較長長度的帶材，并且該方法將使有效的、便宜的，并且/或者提供用于超導帶材的改進基板的方法，解決了現有技術的上述問題。

因此，上述目的和幾個其它目的可以在本發明的第一方面中通過提供用于生產適合于支撐細長超導元件(例如具有減少AC損耗的超導帶材)的基板的方法來獲得，所述方法包括例如包括以下步驟：

-提供分層固體元件，所述分層固體元件包括：

○下層，例如鎳基合金，例如哈氏合金，例如不銹鋼，以及

○上層，例如氣體硬化層，例如變形硬化層，例如氧化層，例如氮化層，例如膜，例如蠟，例如漆，

其中，所述上層與所述下層相鄰放置并且至少部分覆蓋所述下層，

-在所述上層中形成(例如在變形處理中形成)多個分裂條帶(disruptive strip)，由此形成所述下層的多個暴露區域，其中每個暴露區域沿著分裂條帶形成，

-蝕刻所述暴露區域，以在所述上層和所述下層之間形成底切容積，其中，每個底切容積沿著分裂條帶形成，其中，蝕刻劑被使用以使得下層的蝕刻速率高于上層的蝕刻速率。

本發明特別地但不排外地有利獲得用于產生適合于支撐細長超導元件的基板的方法，由于不需要非均質蝕刻速度來獲得底切，所以該方法能夠使用較大數量的下層材料即該方法能夠在用于下層的多種不同材料之間進行選擇。另一個優勢在于：該方法能夠在用于上層的多種不同材料之間進行選擇。例如，上層可以為緩沖層，例如浸涂(dip-coated)緩沖層，這可能是有利的，因為當形成分裂條帶時，上層的剩余部分可以立即準備超導層的沉積。而且，由該方法生成的基板能夠有效地分離超導材料的密集間距線。