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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Innovation of advanced functional high-Tc superconducting thin films by using discontinuous nano-scale linear defects

Research Project

Project/Area Number 19K04474
Research InstitutionKyushu Sangyo University

Principal Investigator

末吉 哲郎  九州産業大学, 理工学部, 准教授 (20315287)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords高温超伝導体 / 臨界電流密度 / 磁束ピンニング / イオン照射
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は,高温超伝導薄膜内に重イオンビームを用いて形成される分断化したナノ線状欠陥(不連続なナノ線状欠陥,径:4-8 nm,長さおよび間隔:数10 nm)を用いて,その形状(長さおよび間隔),サイズ,方向を制御し,臨界電流密度Jc(電気抵抗ゼロで流せる電流密度の最大値)の現行値(ex. ~ 3 MA/cm2 @ 1 T)を超える磁束ピン止め構造の設計指針を得ることである.最終年度の2022年度においては,高温超伝導薄膜に対して,電子的阻止能の異なる3種のイオンビームを用いて長さの異なる柱状欠陥を導入し,Jcの照射量依存性を調べることで,Jcを最大にするピン止め点の体積分率を評価し比較を行った.短い形状の照射欠陥ほど高い照射量で高磁場でのJcが高くなる傾向を示すが,一方でJcが最大となる照射欠陥の体積分率は,約10 vol.%と照射欠陥の形状にほぼ依らないことがTEM観察像から示唆された.この実験事実は,高温超伝導材料における現在のピン止め点導入によるJcの増加の頭打ちを解消する糸口になる可能性がある.
以上の最終年度分を除く,本研究課題の研究期間全体を通じて得られた研究成果は,下記のとおりである.
(1) 異方的な結晶構造をもつ高温超伝導体に対しては,同じイオン種の照射においても照射方向によって異なる形状の欠陥が形成されることを確認した.
(2) 比較的軽い重イオン(Kr等)を用いることで,c軸に対して45度の角度までは短尺の柱状欠陥を導入できることを確認した.
(3) 高温超伝導薄膜中に形成される照射欠陥の長さを,イオン種や照射エネルギーによって系統的に制御することで,磁束クリープに対する柱状欠陥の長さの直接的な影響を明らかにすることができた.

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Morphology of Columnar Defects Dependent on Irradiation Direction in High-<i>T</i> <sub>c</sub> Superconductors2022

    • Author(s)
      Sueyoshi Tetsuro、Semboshi Satoshi、Ozaki Toshinori、Sakane Hitoshi、Nishizaki Terukazu、Ishikawa Norito
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 32 Pages: 1~4

    • DOI

      10.1109/TASC.2022.3153436

  • [Presentation] 人工ピン入り高温超伝導線材に対する照射追加ピン止め効果2023

    • Author(s)
      末吉哲郎、尾崎壽紀、千星聡、坂根仁、西嵜照和、石川法人
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] ハイエントロピー合金 (TaNb)0.7(ZrHfTi)0.3の磁場中超伝導特性2023

    • Author(s)
      川崎佑太、西嵜照和、末吉哲郎、北川二郎、石津直樹、加藤勝、野島勉、淡路智、佐々木孝彦
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 酸素アニールがAuイオン照射GdBa2Cu3Oy線材の超伝導特性に与える影響2023

    • Author(s)
      尾崎壽紀、岡崎宏之、越川博、山本春也、八巻徹也、末吉哲郎、坂根仁
    • Organizer
      第70回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 高圧ねじり加工されたハイエントロピー合金Hf21Nb25Ti15V15Zr24の超伝導特性2023

    • Author(s)
      西嵜照和, 川崎佑太, 末吉哲郎, 北川二郎, 石津直樹, 唐永鵬, 堀田善治, 加藤勝, 淡路智, 野島勉, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 高温超伝導薄膜中の形状の異なる柱状欠陥のピン止め特性2022

    • Author(s)
      末吉哲郎、千星聡、尾崎壽紀、坂根仁、西嵜照和、石川法人
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 高圧ねじり加工したNb3Snバルク超伝導体の磁場中超伝導特性2022

    • Author(s)
      西嵜照和, 川崎佑太, 末吉哲郎, 天瀬洸太, 内藤智之, 唐永鵬, 堀田善治, 淡路智, 野島勉, 佐々木孝彦
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] Effect of Defect Morphology on Flux Pinning Properties in Heavy Ion Irradiated REBCO Films2022

    • Author(s)
      Tetsuro Sueyoshi, Satoshi Semboshi, Toshinori Ozaki, Hitoshi Sakane, Terukazu Nishizaki, Norito Ishikawa
    • Organizer
      Applied Superconductivity Conference 2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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