Construction of Hierarchical Materials Science for Creation of Innovative Functional Oxides
| Project/Area Number |
20H02682
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
一野 祐亮 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90377812)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 隆 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20314049)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
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| Keywords | 超伝導薄膜 / 酸化物 / 剥離 / 機能性酸化物 / 超伝導 / エピタキシャル薄膜 / ナノ組織制御 / ヒエラルキカル物質科学 / YBCO超伝導体 / フレキシブル / 水溶性中間層 / エピタキシャル成長 / YbBCO薄膜 / 水溶性基板 / 酸化物超伝導 / 薄膜 / エピタキシャル / 自立薄膜 |
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| Outline of Research at the Start |
超伝導や熱電変換などの機能性酸化物は、従来物材料をしのぐ機能性を持っているが、結晶構造に起因した機能性の物理的異方性を持っているため、結晶方位を揃えなければ十分な性能を発揮することが出来ない。一方、ナノ構造制御によってその機能性が大幅に向上する。しかし、様々な応用に対しては十分な体積が求められている。本課題では、ナノ階層、マイクロ階層とヒエラルキカルに分離し、薄膜技術を用いたナノ組織制御、結晶成長技術を用いた厚膜、フリースタンディング膜の積層による高体積率化などの技術を開発し、融合させることで応用指向の高機能性酸化物材料を創製するヒエラルキカル物質科学を拓く。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、SrTiO3(STO)単結晶基板上に水溶性の中間層Ba3Al2O6 (BAO)のエピ膜を作製し、その上にYBCO膜がエピタキシャル成長する成膜条件を明らかにした。また、YBCO/BAO/STO試料からYBCO層のみを剥離する検討を行った。結果として、再現性良くYBCOを剥離することができなかった。
この原因として、(i) YBCOとBAOが界面で反応し、非水溶性層が生成した、(ii) YBCOのエピ成長条件にさらされるとBAOが水溶性を失う、ことなどが考えられる。2023年度はこれらについて検証を行った。実験方法として、BAO直接YBCOと接触することを防ぐために、LaAlO3 (LAO)層を挟んだYBCO/LAO/BAO/STO試料を作製し、剥離実験を行った。結果として、LAO層を挟んでも剥離性の向上は見られなかった。それ以上に、この積層構造ではYBCOのエピタキシャル成長も見られなかった。比較のために、LAO/BAO/STO試料の剥離実験を行ったところ、問題無く剥離出来たことから、LAO/BAO界面での非水溶性層の生成などは無いと考えられる。
以上から、YBCO層が再現性良く剥離出来ない原因は、(ii)BAO層がYBCOのエピ成長条件にさらされると水溶性を失う、ことが主因である可能性が高いことがわかった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(46 results)
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[Presentation] Superconducting diode using REBCO film with differential surface barrier2023
Author(s)
"Y. Tsuchiya, A. Mizuno, A. Tsuruta, T. Ozaki, Y. Ichino, A. Ichinose, Y. Yoshida, S. Awaji"
Organizer
the 16th the European Conference on Applied Superconductivity, 1-MO-TM-04S, Sep. 3-7, 2023, Bologna, Italy (oral)
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] In-field Jc properties of RTR-PLD REBCO+BHO CCs2023
Author(s)
S. Saito, T. Takanashi, T. Suzukim, Y. Ichino, S. Awaji, A. Ibi, T. Izumi, M. Miura
Organizer
the 16th the European Conference on Applied Superconductivity, 3-MP-PR-17S, Sep. 3-7, 2023, Bologna, Italy (poster)
Related Report
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