2021 Fiscal Year Annual Research Report
REBCO superconducting film with high-Tc and in-field Jc via low-temperature process
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19K04350
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
舩木 修平 島根大学, 学術研究院理工学系, 助教 (00602880)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | REBCOの低温成膜 / REBCOの高品質化 / REBCOの液相成長 / REBCO線材の超伝導接合 / REBCOの塗布成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
RE系超伝導体には，重希土類（HRE）と軽希土類（LRE）を含む系があり，123組成ではLREの方が固相反応に必要な温度が高いが，潜在的なTcが高い．しかしながら，LRE3+はBa2+とイオン半径が近く，しばしばLREがBaサイトに置換しTcが低下することが知られている．一方，124組成ではREとBaの置換が生じにくいことが知られている．そこで，KOHをフラックスとして用いて低温でLRE124を成膜し，その後の熱処理で123組成に変態することで，高いTcを有するEu123膜を得てきた．
また，これまでは12時間程度の熱処理時間を要していたため，基材の選択性に乏しかったが，Eu2O3, BaO2, CuOの各種原料をKOH融液に溶かした原料溶液を基材上に塗布することで，分オーダーのごく短時間での結晶成長を実現した．さらにこの塗布法による結晶成長は，単結晶基板だけでなく，RE系超伝導線材のREBCO相上にもEu124膜を形成することが可能であることを明らかとした．
また，本手法の最大の利点はKOHをフラックスとした低温結晶育成であることから，この手法をRE系超伝導線材の超伝導接合技術に応用できないか試験を試みた．その結果，500℃程度の低温下でRE超伝導線材の超伝導接合に成功した．
昨年度までに成果として得られている「後熱処理を介した相変態による高特性化」は，現在までに接合試料では実現できていない．これは，接合界面にKOHが残存し超伝導層を劣化させることが原因であると考えられる．
しかしながら，残存するKOH量を減らすことや，超伝導層を劣化させないためのより短時間の結晶成長に向け，原料溶液を結晶成長温度に加熱した基材上で混合することで定常的な結晶成長の実現に向けた知見を得ることができた．
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