2021 Fiscal Year Research-status Report
走査SQUID顕微鏡を用いた非c軸配向膜中の磁束量子の可視化と膜の高品質化
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19K05021
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
有沢 俊一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 上席研究員 (00354340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 和弘 金沢工業大学, 工学研究科, 教授 (50356606)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 磁束量子 / 走査SQUID顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は非c軸配向のBi系超伝導薄膜の膜質向上と、そこに生じる磁束の直接観察を目的とするものである。超伝導体中では磁束が量子化されることが知られているが、層状構造を持つ酸化物超伝導体ではその大きな異方性から、磁束量子は扁平したジョセフソン磁束となる。本研究では①1方向成長した非c軸配向の薄膜を結晶性や平滑性を向上させ、高品質化を図る。②その薄膜を用いて、走査SQUID（超伝導量子干渉素子）顕微鏡を用いて非c軸配向のBi系超伝導体単結晶薄膜を観測し、実働環境下におけるジョセフソン磁束の挙動の観測を目指すものである。
本年度は世界的に深刻なヘリウム資源の枯渇への対策として、より液体ヘリウムが有効に利用できる建屋への装置の移設と調整を行い、大幅なヘリウム使用量の削減を行った。老朽化により不安定な装置であるが、装置の動作モニタリングデータ収集の強化と動作検証、老朽化部品の交換など、測定の安定性向上策の実施により測定の歩留まりを高めた。超伝導特性は冷却系および測定系の電子機器の改良を加え、引き続きGM型冷凍機を使用して評価を行った。これらの実施により、全体計画のリスケジューリングを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の実施には多量の液体ヘリウムが不可欠であるが、世界的に深刻となったヘリウムの枯渇への対応のため装置の移設と調整を伴う消費量の低減策を実施したこと、コロナ禍の期間また装置の自動化、安定化、真空系の更新などに力を入れたこと、また代表者の異動によるエフォート低下もあり、延長することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
リスケジューリングが必要となったが、計画した研究が実施できるよう進めてゆく。またヘリウムの消費量をさらに減らすなど、実験環境の整備改善を併せて進める。
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| Causes of Carryover |
進捗状況で述べた通り、液体ヘリウム消費量の削減策を実施し、装置の改良を進めて測定の歩留まりを高めることを優先し、リスケジューリングを行ったこと、およびコロナ禍による出張の延期などにより差額が生じた。次年度は主に液体ヘリウムその他消耗品や旅費に使用予定である。
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