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Material design for a stable fabrication of long-scale high-Tc superconducting cables with high performances

Research Project

Project/Area Number 25820335
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionDoshisha University (2014-2015)
Tohoku University (2013)

Principal Investigator

HARUTA Masakazu  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (90580605)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2015: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords酸化物薄膜 / 希土類系高温超伝導体 / 超伝導薄膜 / 臨界電流特性 / 結晶欠陥 / ナノロッド / パルスレーザ堆積 / 薄膜電池 / 界面制御 / 界面抵抗 / リチウム電池 / 薄膜プロセス / 真空プロセス / 高温超伝導薄膜
Outline of Final Research Achievements

Introduction of nanorods as a secondary phase is useful to improve current carrying performances for rare-earth based high-Tc superconducting cables. However, performances of superconducting films with nanorods are strongly depended on the film fabrication temperature (substrate temperature, Ts). Relationships with current carrying performances and nanorod morphology were investigated among superconducting films with three different nanorods prepared with various substrate temperatures. Moreover, effects of decrement of the superconducting transition temperature due to the nanorod introduction on the current carrying performances were also investigated. Availability of using a mixture of rare-earth elements, Y and Er, as a superconducting matrix was demonstrated to achieve a uniform current carrying performance for superconducting films with nanorods prepared in a wide Ts-range.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Preparation and in-situ characterization of well-defined solid electrolyte/electrode interfaces in thin-film lithium batteries2016

    • Author(s)
      Masakazu Haruta, Susumu Shiraki, Takeo Ohsawa, Tohru Suzuki, Akichika Kumatani, Yoshitaka Takagi, Ryota Shimizu, and Taro Hitosugi
    • Journal Title

      Solid State Ionics

      Volume: 285 Pages: 118-121

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.06.007

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cycle Performances of Si-flake-powder Anodes in Lithium Salt-tetraglyme Complex Electrolytes2015

    • Author(s)
      M. Haruta, Y. Masuo, T. Moriyasu, A. Tomita, C. Sakakibara, A. Kamei, M. Hirota, T. Takenaka, T. Doi, M. Inaba
    • Journal Title

      Electrochemistry

      Volume: 83 Issue: 10 Pages: 837-839

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.837

    • NAID

      130005100766

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evidence for enhancement of vortex matching field above 5 T and oxygen- deficient annuli around barium-niobate nanorods2015

    • Author(s)
      S. Horii, M. Haruta, A. Ichinose, T. Doi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 118 Issue: 13 Pages: 133907-133907

    • DOI

      10.1063/1.4932529

    • NAID

      120005689189

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  • [Journal Article] 物理学的アプローチを活用した全固体Li 電池研究、電極/電解質界面抵抗の低減に向けた界面研究2015

    • Author(s)
      白木将、河底秀幸、一杉太郎、春田正和
    • Journal Title

      応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会誌

      Volume: 26 Pages: 212-217

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  • [Journal Article] 極めて低い電解質/電極界面抵抗を有する全固体リチウム電池の作製―液体電解質系リチウムイオン電池を凌駕する高速充放電に向けて―2015

    • Author(s)
      春田正和、白木将、一杉太郎
    • Journal Title

      自動車技術

      Volume: 69 Pages: 116-117

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    • Author(s)
      春田正和、白木将、一杉太郎
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      エネルギーデバイス

      Volume: 2 Pages: 42-45

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  • [Journal Article] Negligible “negative space-charge layer effects” at oxide-electrolyte/electrode interfaces of thin-film batteries2015

    • Author(s)
      Masakazu Haruta, Susumu Shiraki, Tohru Suzuki, Akichika Kumatani, Takeo Ohsawa, Yoshitaka Takagi, Ryota Shimizu, and Taro Hitosugi
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 15 Issue: 3 Pages: 1498-1502

    • DOI

      10.1021/nl5035896

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  • [Journal Article] Relationship between vortex pinning properties and microstructure in Ba-Nb-O-doped YBa2Cu3Oy and ErBa2Cu3Oy films2013

    • Author(s)
      M. Haruta, K. Saura, N. Fujita, Y.Ogura, A. Ichinose, T. Maeda, S. Horii
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: (in press) Pages: 158-162

    • DOI

      10.1016/j.physc.2013.04.044

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  • [Journal Article] Dependence of critical current properties on growth temperature and doping level of nanorods in PLD-YBa2Cu3Oy films2013

    • Author(s)
      N. Fujita
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: - Pages: 140-143

    • DOI

      10.1016/j.physc.2013.04.052

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  • [Presentation] 鱗片状Si負極の溶媒和イオン液体中におけるサイクル特性と表面形態変化2016

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      春田正和, 森安貴士, 日置龍矢, 益尾雄大, 富田明, 竹中利夫, 土井貴之, 稲葉稔
    • Organizer
      電気化学会第83回大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪)
    • Year and Date
      2016-03-29
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  • [Presentation] 電気化学への応用物理学的アプローチ ―全固体電池における電極/電解質界面制御とイオン伝導特性評価―2015

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      春田正和
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      2015年度第3回関西電気化学研究会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都)
    • Year and Date
      2015-12-12
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    • Invited
  • [Presentation] 鱗片状Si負極の表面被膜が溶媒和イオン液体中の充放電サイクル特性に与える影響2015

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      森安貴士, 益尾雄大, 春田正和, 富田明,榊原千裕, 亀井明果, 廣田真人, 竹中利夫, 土井貴之, 稲葉稔
    • Organizer
      2015年度第3回関西電気化学研究会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都)
    • Year and Date
      2015-12-12
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  • [Presentation] 全固体薄膜電池における電極/電解質界面におけるイオン伝導特性2015

    • Author(s)
      白木将, 春田正和, 河底秀幸, 鈴木竜, 清水亮太, 一杉太郎
    • Organizer
      表面界面スペクトロスコピー2015
    • Place of Presentation
      国立女性教育会館(埼玉)
    • Year and Date
      2015-11-27
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  • [Presentation] 全固体リチウムイオン電池の酸化物電解質/電極界面におけるイオン伝導特性2015

    • Author(s)
      白木将,春田正和,鈴木竜,清水亮太,河底秀幸,一杉太郎
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      第56回電池討論会
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      愛知県産業労働センター(愛知)
    • Year and Date
      2015-11-11
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  • [Presentation] 溶媒和イオン液体中における鱗片状Si負極の表面被膜とサイクル特性の関係2015

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      森安貴士、益尾雄太、春田正和、富田明、榊原千裕、亀井明果、廣田真人、竹中利夫、土井貴之、稲葉稔
    • Organizer
      第56回電池討論会
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センター(愛知)
    • Year and Date
      2015-11-11
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      春田正和、森安貴士、益尾雄太、富田明、榊原千裕、亀井明果、廣田真人、竹中利夫、土井貴之、稲葉稔
    • Organizer
      第56回電池討論会
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センター(愛知)
    • Year and Date
      2015-11-11
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  • [Presentation] on conductivity at solid-electrolyte/electrode interface in all-solid-state batteries2015

    • Author(s)
      Susumu Shiraki, Masakazu Haruta, Tohru Suzuki, Ryota Shimizu, Hideyuki Kawasoko and Taro Hitosugi
    • Organizer
      10th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices
    • Place of Presentation
      Shimane (Japan)
    • Year and Date
      2015-10-25
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  • [Presentation] Effects of additives on cycle performances of silicon-flake-powder anodes in glyme/lithium complex electrolytes2015

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      M. Haruta, T. Moriyasu, Y. Masuo, A. Tomita, C. Sakakibara, A. Kamei, M. Hitota, T. Takenaka, T. Doi, M. Inaba
    • Organizer
      7th Lithium Battery Discussions -Electrode Materials
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      Archachon (France)
    • Year and Date
      2015-06-21
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  • [Presentation] Negligible “negative space-charge layer effects” at LiPON/LiCoO2 interfaces of thin-film batteries2015

    • Author(s)
      Taro Hitosugi, Masakazu Haruta, Ryota Shimizu, Susumu Shiraki
    • Organizer
      20th International Conference on Solid State Ionics
    • Place of Presentation
      Keystone (USA)
    • Year and Date
      2015-06-14
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  • [Presentation] 全固体リチウムイオン電池の酸化物電解質/電極界面におけるイオン伝導特性2015

    • Author(s)
      白木将,春田正和,鈴木竜,清水亮太,河底秀幸,一杉太郎
    • Organizer
      九州表面・真空研究会
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      九州工業大学(福岡)
    • Year and Date
      2015-06-13
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  • [Presentation] グライム系電解液における鱗片状Si負極のサイクル特性とインピーダンス評価2015

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      春田正和、益尾雄大、森安貴士、富田明、榊原千裕、亀井明果、廣田真人、竹中利夫、土井貴之、稲葉稔
    • Organizer
      電気化学会第82回大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Year and Date
      2015-03-15
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      春田正和、益尾雄大、富田明、榊原千裕、亀井明菓、廣田真人、竹中利夫、土井貴之、稲葉稔
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      第55回電池討論会
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      京都国際会館
    • Year and Date
      2014-11-21
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  • [Presentation] 全固体リチウムイオン電池の酸化物電解質/電極界面におけるイオン伝導特性2014

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      白木将、春田正和、鈴木竜、高木由貴、清水亮太、一杉太郎
    • Organizer
      第40回固体イオニクス討論会
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      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-11-16
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  • [Presentation] 全固体リチウムイオン電池の酸化物電解質/電極界面におけるイオン伝導特性2014

    • Author(s)
      春田正和、鈴木竜、高木由貴、清水亮太、白木将、一杉太郎
    • Organizer
      2014年電気化学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-28
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    • Place of Presentation
      仙台国際センター
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      春田正和、鈴木竜、高木由貴、清水亮太、白木将、一杉太郎
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      第61回応用物理学会春季学術講演会
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      青山学院大学相模原キャンパス
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      春田正和、鈴木竜、高木由貴、清水亮太、白木将、一杉太郎
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      関西学院大学千里山キャンパス
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      同志社大学
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      春田正和、鈴木竜、熊谷明哉、高木由貴、清水亮太、白木将、一杉太郎
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
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      春田正和、鈴木竜、熊谷明哉、高木由貴、清水亮太、白木将、一杉太郎
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      東京工業大学
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      春田正和、鈴木竜、高木由貴、清水亮太、白木将、一杉太郎
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      第38回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      熊本 くまもと県民交流会館パレア
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    • Author(s)
      白木将、春田正和、一杉太郎
    • Total Pages
      350
    • Publisher
      (株)技術情報協会出版
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  • [Remarks] (プレスリリース)全固体電池において、極めて低い電極/電解質界面抵抗を実現

    • URL

      http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jp/news/press/2015/20150303_000542.html

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Published: 2014-07-25   Modified: 2019-07-29  

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