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バルクナノメタルの超伝導物性の開拓:極低温ナノプローブ顕微鏡と輸送測定による研究

Publicly Offered Research

Project AreaBulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials
Project/Area Number 23102502
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西嵜 照和  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90261510)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywords超伝導材料 / 低温物性 / 物性実験 / 金属物性 / 走査プローブ顕微鏡
Outline of Annual Research Achievements

近年注目されている巨大ひずみ加工をバルク状の金属材料に適用することで,結晶粒径をナノレベルに微細化することが可能になる(バルクナノメタルと呼ばれる).このようにして作製された超伝導金属は,ナノ構造を持ったバルク超伝導体と見なすことができ興味深い研究対象である.本研究では,バルクナノメタルの超伝導物性を開拓することを目的とし,金属元素超伝導体について極低温電子輸送測定と磁化測定を行った.得られた成果を以下に示す.
1.バルクナノメタル超伝導材料として典型的な金属元素超伝導体であるNbやVについて,6GPaの圧力で高圧ねじり(HPT)加工を行うことで巨大ひずみを導入した超伝導材料を作製しその超伝導特性を詳細に調べた.(研究計画班との連携)
2.本年度はHPT処理を行ったNb(以下,HPT-Nbと記す)における磁場中の渦糸状態に関する研究を中心として行い,上部臨界磁場Hc2と表面臨界磁場Hc3の振る舞いを明らかにした.HPT-Nbの磁化特性から定義したHc2(T)は結晶粒の微細化が進むN = 0 ~ 2 (N = 2で結晶粒半径r ~125 nm ~ 5ξ(0))の間で大きく増加するが,N 2ではその変化は緩やかになりN = 0の場合のHc3(T)に到達する.一方,Hc3はN = 0 ~ 1の場合に観測されたが,Nには依存しなかった.N = 0の場合は表面臨界磁場の関係式(Hc3 = 1.69Hc2)が成り立っているものの,N = 1/4 ~ 2ではこの関係が成り立たないことが分かった.

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Superconducting Properties in Bulknanostructured Niobium Prepared by High-Pressure Torsion2013

    • Author(s)
      T. Nishizaki
    • Journal Title

      Physica C

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial Variation of Tunneling Spectra in (111)-Oriented Films of Boron-Doped Diamond Probed by STM/STS2013

    • Author(s)
      T. Nishizaki
    • Journal Title

      Int. J. Mod. Phys. B

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微細結晶粒を持つナノ構造体における超伝導特性2013

    • Author(s)
      西嵜照和
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      東広島市
    • Year and Date
      2013-03-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ルクナノメタルの超伝導: 微細結晶粒を持つナノ構造体の超伝導特性と2013

    • Author(s)
      西嵜照和
    • Organizer
      金属材料研究所共同利用研究会「ナノ構造超伝導体の磁束構造」
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      2013-01-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ナノ構造超伝導体における特異な超伝導特性 -巨大ひずみ加工を行ったNbの磁化特性-2012

    • Author(s)
      西嵜照和
    • Organizer
      第20回渦糸物理国内会議
    • Place of Presentation
      倉敷市
    • Year and Date
      2012-12-08
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhancement of the Upper Critical Field in Bulk Nanostructured Niobium Processed by High-Pressure Torsion2012

    • Author(s)
      T. Nishizaki
    • Organizer
      Summit of Material Science 2012 (SMS2012)
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      2012-11-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial Variation of Tunneling Spectra in (111)-Oriented Films of Boron-Doped Diamond Probed by STM/STS2012

    • Author(s)
      T. Nishizaki
    • Organizer
      Ninth International Conference on New Theories, Discoveries and Applications of Superconductors and Related Materials (New3SC-9)
    • Place of Presentation
      Frascati, Rome, Italy
    • Year and Date
      2012-09-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Superconductivity in Bulk Nanostructured Niobium Prepared by High-Pressure Torsion2012

    • Author(s)
      T. Nishizaki
    • Organizer
      Ninth International Conference on New Theories, Discoveries and Applications of Superconductors and Related Materials (New3SC-9)
    • Place of Presentation
      Frascati, Rome, Italy
    • Year and Date
      2012-09-16
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Superconducting Properties in Niobium Processed by High-Pressure Torsion2012

    • Author(s)
      T. Nishizaki
    • Organizer
      International Workshop on Bulk Nanostructured Metals
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2012-06-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 巨大ひずみ加工を行ったNbにおける超伝導特性2012

    • Author(s)
      西嵜照和
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 巨大ひずみ加工により結晶粒を微細化したNbの磁化特性-バルクナノメタルの超伝導-2011

    • Author(s)
      西嵜照和
    • Organizer
      金属材料研究所共同利用研究会「ナノ構造超伝導体」
    • Place of Presentation
      東北大学金属材料研究所(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] バルクナノメタルの超伝導特性2011

    • Author(s)
      西嵜照和
    • Organizer
      第19回渦糸物理国内会議
    • Place of Presentation
      物質・材料研究機構
    • Year and Date
      2011-12-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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