2015 Fiscal Year Annual Research Report
有機物挿入銅酸化物超伝導体ジョセフソン接合デバイス開発
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15H03875
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
末松 久幸 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30222045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 晶 沼津工業高等専門学校, その他部局等, その他 (10238610)
加藤 孝弘 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10432098)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高温超伝導 / 高圧合成 / インターカレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）希塩酸法によるBi-2212-BiOCl界面の作製とその電子顕微鏡観察 Bi-2212単結晶をセルフフラックス法で成長させた。ナイフで切り出すことにより、5x5mm以上の多数の結晶の採取に成功した。希塩酸に浸漬することにより、フォトリソグラフィーでマスクしたBi-2212単結晶をBiOCl絶縁層で保護したジョセフソン接合を作製した。この電流電圧特性を77Kで測定した。このBiOClとBi-2212との界面を透過型電子顕微鏡により観察した。Bi-2212の(001)と(100)面が選択的にBiOClとの界面を形成していたことが判明した。また、Bi-2212とBiOClとが(001)Bi-2212//(001)BiOCl、(100)Bi-2212//(110)BiOClの方位関係を持って成長していることが判明した。
（２）酸化物上への有機物の吸着生成熱計算 NiFe2O4単位格子の1/4のクラスターを作製し、MOPACによる吸着熱の計算を行った。ギ酸分子が吸着することにより低エネルギー状態となることが分かった。これは、NiFe2O4の磁化率がギ酸吸着により低下する実験結果の原因となっていることが予想された。
（３）02(n-1)nの合成と水分子インターカレーション CaサイトをSrで置換したSr2(Ca1-xSrx)Cu2Oy(0212)の結晶を成長させた。仕込み組成を変えることにより、5.5GPaの高圧下で、850-1150℃、1時間保持することにより、試料を合成した。粉末X線回折と透過型電子顕微鏡観察により、これらが0212構造であることを確認した。さらに、透過型電子顕微鏡のエネルギー分散型X線分析装置により、これにより、0212相中のSr組成が、仕込み組成に比べて10%以内で一致していることが分かった。これらにより、ほぼ全率固溶することを明らかにした。また、x=0-0.75の範囲内で臨界温度が105-95Kに変化することを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
（１）～（３）全ての項目で、予定通りの実験・計算が行われた。（２）では、Bi-2212や0223等の銅酸化物ではなく、有機分子吸着で物性変化発現が分かっているNiFe2O4での吸着現象をMOPACで計算可能であることを実証した。また、（３）で大型単結晶は成長させていないが、Sr置換の固溶量が明らかとなった。さらに、異なる相の合成条件が判明した、結晶成長が可能となった。以上により、02(n-1)nで超伝導デバイスを目指す研究の第一年目のステップが、予定通り完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度には、予定通り、02(n-1)n単結晶の成長、Ba置換した02(n-1)nの高圧合成、および02(n-1)nのデバイス化のための微細加工を行う。
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