2003 Fiscal Year Annual Research Report
高温超伝導結晶粒界のずれ角度制御と超伝導電流伝導機構の解明
| Project/Area Number |
15360333
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
松本 要 京都大学, 工学研究科, 助教授 (10324659)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 大樹 京都大学, 工学研究科, 助手 (00335192)
長村 光造 京都大学, 工学研究科, 教授 (50026209)
|
|---|
| Keywords | 2軸配向 / 結晶粒界 / 高温超伝導 / 薄膜技術 / 臨界電流密度 / 酸化物緩衝層 |
|---|
| Research Abstract |
YBa_2Cu_3O_<7-x>(YBCO)高温超電導体は77Kにおいても臨界電流密度J_cが高く,金属テープの上にYBCO薄膜を形成してテープ線材化する研究が進んでいる.しかしYBCOは結晶異方性が強く,結晶粒界の影響によりJ_cが極端に低下する.粒界の影響を小さくしてYBCOの特性を最大限に引き出すには,金属テープ上のYBCO多結晶薄膜の結晶粒界角度を10度以下にまでそろえる2軸配向化技術が重要である.
2軸配向化技術の一つとして圧延と熱処理で2軸配向化した金属基板面上にCeO_2等の酸化物緩衝層を形成し,この上にYBCO層を形成する方法がある.しかし実験的には金属基板上に成膜したCeO_2薄膜には(100)配向粒以外に,(111)配向粒や乱れた配向の領域などが混在し,これらがJ_c低下の原因になることが多い.本研究では2軸配向化したNiおよびNi-0.1wt.%Cr合金テープを作製し,この基板上にパルスレーザー蒸着法でCeO_2薄膜を形成し,その結晶方位や微細組織等を明らかにすることを目的とした.
実験によればCrが微量添加されたNi-Cr基板は強い{100}<001>配向組織を持ち,表面のほとんどが(100)配向した結晶粒で占められ,同基板上に成長したCeO_2も強い2軸配向性を示した.Ni基板も{100}<001>配向し,その上においても(100)配向したCeO_2薄膜が得られるが,(111)配向したCeO_2粒を多く含んでいた.これらの違いは金属基板の配向性や平坦性に依存していた.またCeO_2の(100)配向性は薄膜形成時の酸素分圧にも強く依存しており,低酸素分圧側において(100)配向した薄膜が得られやすく,さらに(100)面の配向度は膜厚が大きくなるにつれて増大することが明らかになった.現在,これらの成長機構とともに2軸配向化したCeO_2の最適作製条件について検討している.
|
