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電気化学反応を利用した二ホウ化マグネシウム大型単結晶育成法の探索

Research Project

Project/Area Number 15750058
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Inorganic chemistry
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

吉井 賢資  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (90354985)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
KeywordsMgB_2 / 単結晶 / 超伝導 / 電気化学 / 溶融塩 / インピーダンス
Research Abstract

前年度から引き続き、MgB_2単結晶の電気化学育成法の発見を目指して実験を行った。原材料をMgCl_2-NaCl-KCl-MgB_2O_4、電極を白金とし、坩堝をアルミナ製のボート状のものにしたところ、単結晶を示唆する6角形状の微小試料が得られたが、確実な再現性が得られていないため実験を継続している。X線回折で単結晶性を確認しようとしたが、試料が30μm以下で、含有元素が軽元素のためX線強度が小さく、確認はまだ行われていない。これまでの試料では、5Kから温度を上げると超伝導転移温度の39Kまで直線状に磁化が上昇するが、この試料は磁化から見た転移幅が8K程度と、転移幅が狭い。
関係する実験として、原料溶融塩を超音波等で撹拌することにより、鉄基板上のMgB_2多結晶膜の臨界電流として230000A/cm^2という極めて大きな値を得た。攪拌により溶融塩の均一性が上昇したためと考えられる。本成果は、2005年秋の応用物理学会にて発表した(論文準備中)。この知見は、単結晶試料を得るため、また、本合成法が現実的な応用に向かうために重要である。
また、出願特許1件が2006年1月に登録となった。本特許は、MgB_2の電気化学合成法全体としての基礎特許であり、登録されたことは今後の研究に大きな意義がある。さらに、電気化学会第158回溶融塩委員会において、主催者依頼によりMgB_2の電気化学合成についての口頭講演を行った(大阪大学、2005年10月26日)。
以上に加え、溶融塩の性質を探る目的等のため、インピーダンス測定装置を作成した。本測定において、酸化物に関しての派生的研究は触れるに値する。例えば、鉄酸化物における鉄イオン電荷秩序に由来の新規誘電性の発見、並びにペロブスカイト酸化物の大きな誘電率を報告した。現在、さらなる新規現象をも見出しつつある。

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2005 2004 2002 Other

All Journal Article (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] Electrochemical synthesis of superconductive boride MgB_2 from molten salts2005

    • Author(s)
      H.Abe, K.Yoshii, K.Nishida, M.Imai, H.Kitazawa
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.Solids 66

      Pages: 406-409

    • NAID

      110006349700

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ferroelectricity from iron valence ordering in the charge-frustrated system LuFe_2O_42005

    • Author(s)
      N.Ikeda et al.(吉井連名)
    • Journal Title

      Nature 436

      Pages: 1136-1138

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Structure, magnetism and transport of the perovskite manganites Ln_<0.5>Ca_<0.5>MnO_3 (Ln=Ho, Er, Tm, Yb and Lu)2005

    • Author(s)
      K.Yoshii, H.Abe, N.Ikeda
    • Journal Title

      J.Solid State Chem. 178

      Pages: 3615-3623

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Superconducting properties of electroplated MgB_2 films2004

    • Author(s)
      H.Abe, K.Yoshii, K.Nishida, M.Imai, H.Kitazawa
    • Journal Title

      Mat. Res. Soc. Symp. Proc. EXS-3

      Pages: 157-159

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Superconducting properties of MgB2 films electroplated to stainless steel2004

    • Author(s)
      H.Abe, K.Nishida, M.Imai, H.Kitazawa, K.Yoshii
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 85・25

      Pages: 6197-6199

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 特許(米国)2004

    • Inventor(s)
      阿部, 北澤, 吉井, 水木
    • Filing Date
      2004-06-08
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超伝導ホウ素化合物MgB_2の合成方法2002

    • Inventor(s)
      吉井, 水木, 阿部
    • Industrial Property Rights Holder
      原研, 物材機構
    • Filing Date
      2002-02-21
    • Acquisition Date
      2006-01-27
    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Publications] K.Yoshii, H.Abe: "Electrochemical synthesis of superconductive MgB_2 from molten salts"Physica C. 388-389. 113-114 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 吉井賢資, 阿部英樹: "電気化学的手法による超伝導ホウ化物MgB_2薄膜の作製-MgB_2めっき法の開発-"化学と工業. 56(7). 802-804 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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