Stand der Technik Das zu überwindende Grundproblem der technologischen Praparation hochstromtragender YBCO-Bänder besteht in der Notwendigkeit, lange Bandlängen mit quasi einkristallinem Gefüge abzuscheiden, da jede Korngrenze in Abhängigkeit des Korngrenzenwinkels die Stromtragfähigkeit der Schicht begrenzt. Die technologisch geforderten Stromdichten bei 77 K im Nullfeld (j > 105A/cm2) erfordern daher eine biaxiale Texturierung des YBCO von < 10°. Ein derartig texturiertes Gefüge kann gegenwärtig z. B. bei den YBCO-Bandleitern mittels der ISD-, IBAD-und RABiTS-Technologie präpariert werden.

Dabei wird die HTSL-Schicht heteroepitaktisch auf ein biaxial texturiertes Puffersystem ("Substratband") abgeschieden, das entweder ebenfalls heteroepitaktisch auf einem durch Verformung und Rekristallisation texturierten Metall (RABiTS) abgeschieden wird, oder auf einem beliebigen, untexturierten Substrat durch ein geeignetes Depositionsverfahren (ISD oder IBAD) biaxial texturiert aufwächst.

Der wesentliche Nachteil des Standes der Technik besteht

darin, daß entweder noch keine zufriedenstellende Texturierung (ISD) erreicht werden konnte, oder daß eine rationelle technologische Umsetzung des Verfahrens (IBAD) noch nicht absehbar erscheint, oder daß nur einige wenige Metalle durch Rekristallisation die gewünschte scharfe biaxiale Textur zeigen, sie aber meist nicht die technologischen Randbedingungen der Anwendung an das Band ("Tragerband") erfüllen. Ebenso liegt ein Nachteil darin, daß die epitaktische Abscheidung der HTSL Supraleiterschicht bei hohen Temperaturen in Sauerstoffatmosphäre erfolgen muß, so daß weitreichende Einschränkungen des Substratbandmaterials hinsichtlich Diffusion, chemischer Reaktivität und thermischer Ausdehnung bestehen. Ebenso bedingt der komplexe Depositionsprozess ein Mindestmaß an technologischer Handhabbarkeit der Substratbänder (z. B. Festigkeit), die ohne größeren Aufwand nur durch dickere Bänder (> 100 m) erfüllt werden kann. Dadurch sinkt aber wiederum bei gleicher Qualität der Supraleiterschicht die technologische Stromdichte.

Wesentlicher Nachteil ist es also, daß das Trägerband der HTSL-Funktionsschicht gleichzeitig als Bandsubstrat für die komplexe (epitaktische) Schichtabscheidung dienen muß. Damit entstehen durch den Präparationsprozeß starke Einschränkungen hinsichtlich des verwendbaren Bandsubstrates, die kaum mit den technologischen Randbedingungen an das Trägerband der Funktionsschicht in der Bandleiteranwendung kompatibel sind.

So sind z. B. durch den Hochtemperaturdepositionsprozess in Sauerstoff bislang alle Polymere als Substrat ausgeschlossen.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung bandförmiger Hochtemperatur-Supraleiter zu schaffen, bei dem die Funktion von Substratband und Trägerband möglichst voneinander entkoppelt bleibt, so daß

für die Supraleiterbeschichtung ein ideales Substratband gewählt werden kann, gleichzeitig aber am Schluß des Herstellungsprozesses ein für die technologische Anwendung des Bandleiters ideales Trägerband vorliegt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß man a) auf ein bandförmiges, für die Abscheidung von biaxial texturierten HTSL-Schichten geeignetes Substrat, das mit einer epitaktisch abgeschiedenen Pufferschicht bedeckt sein kann, eine interimistische, epitaktisch aufwachsende Schicht (Interimsschicht) abscheidet, b) danach auf die Interimsschicht oder auf eine weitere, auf der Interimsschicht aufgebrachten Zwischenschicht eine HTSL-Schicht abscheidet, c) nachfolgend auf die HTSL-Schicht ein Trägerband aufbringt und d) schließlich von dem entstandenen bandförmigen Schichtverbund entlang der Interimsschicht den aus Trägerband und HTSL-Schicht bestehenden Schichtverbund zur Verwendung als bandförmigen Hochtemperatur-Supraleiter ablöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder als diskontinuierliches Verfahren ausgeführt werden, indem Substratbänder endlicher Länge eingesetzt werden, oder es wird vorteilhaft als kontinuierliches Verfahren gestaltet, indem für die Abscheidung der Interimsschicht in der Verfahrensstufe a) ein als Endlosband ausgebildetes Substrat verwendet wird. Bei der letztgenannten Variante können in besonders günstiger Weise der Schichtwachstumsprozeß und das Auflösen der Trennschicht prozeßtechnisch voneinander getrennt ausgeführt werden.

Zur epitaktischen Abscheidung der Interimsschicht kann vorteilhaft SrO oder BaO verwendet werden.

Als Substrat für die epitaktischen Abscheidung der Interimsschicht kann insbesondere ein texturiertes Metallband verwendet werden, das mit einer epitaktisch abgeschiedenen Pufferschicht aus yttriumstabilisiertem Zirkonoxid (YSZ) oder aus Ce02 bedeckt ist.

Als Substrat für die epitaktische Abscheidung der Interimsschicht kann auch ein untexturiertes Metallband verwendet werden, das mit einer mittels der IBAD-Technologie abgeschiedenen YSZ-, CeO2-oder Pr601l-Pufferschicht bedeckt ist.

Das Metallband kann zweckmäßigerweise aus Ni, Cu, NiCu oder aus Legierungen mit Ni und/oder Cu bestehen.

Erfindungsgemäß kann auch als Substrat für die epitaktische Abscheidung der Interimsschicht ein untexturiertes flexibles Keramikband verwendet werden, das mit einer mittels der IBAD- Technologie abgeschiedenen YSZ-, Ce02-oder Pr6011- Pufferschicht bedeckt ist.

Zweckmäßigerweise wird auf die Interimsschicht eine aus YBaCuO bestehende HTSL-Schicht mit einer Dicke im Bereich von 100 nm bis 10 um epitaktisch abgeschieden.

Zur Ablösung des aus Trägerband und HTSL-Schicht bestehenden Schichtverbundes kann Wasser oder Alkohol verwendet werden.

Zweckmäßigerweise kann die HTSL-Schicht mit einem Trägerband aus Ag oder aus einer Ag-Legierung oder aus einem Polymer versehen werden.

Für die auf der Interimsschicht aufzubringende Zwischenschicht können Ce02, Pr601l oder ein anderes, das epitaktische Wachstum von HTSL-Schichten begünstigendes Oxid verwendet werden.

Nach der Ablösung des aus Trägerband und HTSL-Schicht bestehenden Schichtverbundes ist es vorteilhaft, eine Schutzschicht aus vorzugsweise Ag auf die HTSL-Schicht aufzubringen.

Durch die bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mögliche Funktionstrennung von Substratband und Trägerband können die jeweiligen komplexen Anforderungen unabhängig voneinander optimiert gewählt werden. Das Substratband kann hierbei genau auf die Anforderungen der technologischen HTSL- Schichtabscheidung abgestimmt verwendet werden, indem z. B. ein optimal rekristallisiertes Ni-Band in Verbindung mit optimierten Pufferschichten eingesetzt wird, ohne die Anforderungen der späteren Anwendung an das Trägerband berücksichtigen zu müssen. Ebenso kann nach der HTSL- Schichtabscheidung in einem separaten Prozeß z. B. bei Raumtemperatur ein auf die Anwendung optimal abgestimmtes Trägerband aufgebracht werden, das auch nicht mehr texturiert sein muß. Damit wird eine wesentlich flexibleres, anwendungsorientiertes Banddesign bei gleichzeitig optimierter Präparationstechnik möglich.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen : Fig. 1 : eine Darstellung des Verfahrens in seinen prinzipiellen Arbeitsstufen, Fig. 2 : eine Darstellung zur Durchführung des Verfahrens als kontinuierliches Verfahren mit einem Endlossubstratband.

Das Beispiel betrifft die Herstellung eines bandförmigen YBaCuO-Hochtemperatur-Supraleiters, der aus einem Trägerband E mit einer darauf angeordneten YBaCuO- Hochtemperatur-Supraleiter-Schicht D und einer darauf befindlichen Schutzschicht F besteht.

Zu dessen Herstellung wird nach dem in Fig. 1 dargestellten Schema ein Substrat A in Form eines ca. 200 m dicken Ni- Bandes verwendet, das durch Verformung und Rekristallisation optimal texturiert worden ist. Auf dieses Ni-Band wird zunächst eine etwa 1 Am dicke YSZ-Pufferschicht B epitaktisch abgeschiedenen. Anschließend wird mit löslichem SrO epitaktisch eine Interimsschicht C aufgebracht. Auf diese wird epitaktisch eine YBaCuO-Schicht D in einer Dicke von 100 nm bis 10 ßm abgeschieden. Schließlich wird ein 20 pm dickes metallisches Trägerband E aus Ag aufgebracht.

In einem anschließenden Prozeßschritt wird der entstandene bandförmige Schichtverbund entlang der Interimsschicht C unter Verwendung von Wasser aufgetrennt, so daß ein aus Trägerband E und YBaCuO-Schicht D bestehendes Schichtverbundband entsteht. Abschließend wird die YBaCuO- Schicht noch mit einer Ag-Schutzschicht F versehen.

Der hergestellte bandförmige Hochtemperatur-Supraleiter besitzt ein Tc von 90 K und eine kritische Stromdichte von 105 bis 106 A/cm2.

Der beschriebene Herstellungsprozeß läßt sich bei Verwendung eines Endlosbandes für das Trägerband A besonders rationell auch als kontinuierlicher Prozeß durchführen, wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.