Establishment and demonstration of the control of stacking faults for rare-earth based textured high temperature superconducting materials

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05006
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Aoyama Gakuin University
• Principal Investigator: MOTOKI Takanori 青山学院大学, 理工学部, 助教 (00781113)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下山 淳一 青山学院大学, 理工学部, 教授 (20251366)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 希土類系高温超伝導体 / 後熱処理 / 積層欠陥 / 薄膜 / 単結晶 / 水蒸気

Outline of Final Research Achievements

We have succeeded in developing a versatile method for quantitatively introducing stacking faults into textured materials (single crystals, melt-solidified bulk, and thin films) of rare-earth-based high-Tc superconductors by post heat-treatment containing a water vapor. As a result of this study, improvement of critical current characteristics and faster oxygen diffusion were achieved by the versatile method of post-heat treatment for existing materials, and the effectiveness of this method was demonstrated for various oriented materials.

Free Research Field

材料科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

500℃以下の低温の含水蒸気熱処理を行うことで、汎用的に希土類系高温超伝導体配向材料に対して積層欠陥を定量的に導入する手法を確立した。本手法の成果として、単結晶や溶融凝固バルク磁石材料に対しては、積層欠陥導入によって従来数百時間を要していた酸素アニール過程の高速化が実現し、薄膜材料に対しては200℃以下の含水蒸気後熱処理による超伝導特性（特に臨界電流特性）の大幅な改善が可能となった。本手法は後熱処理による高機能化手法であるため、既製の超伝導薄膜線材に対して汎用的に適用可能である点で非常に有用であると考えている。