2016 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of growth mechanism of high-quality iron-based superconductor films and construction of growth technique of films exhibiting high performance
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25709058
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平松 秀典 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80598136)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | パルスレーザー堆積法 / エピタキシャル成長 / 超伝導 / 磁束ピニング / 臨界電流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで4種類のパルスレーザー励起波長を採用したパルスレーザー堆積法を用いて、鉄系超伝導体BaFe2A2:Coの高品質薄膜が得られる条件を検討してきた。そして、レーザーの波長が異なった場合であっても、最適な成長速度はすべて同じ0.3nm/secでほぼ一定であることが明らかとなった。この得知見をもとに、さらに高い臨界温度が期待できるP添加BaFe2As2に最適プロセスを適用し、さらなる高性能化を目指した。そして、P添加系では、これまでよりも遙かに高い成長温度が必要であることを見いだし、その実現のためのシステムの立ち上げから行った。そして、高い磁場中（9T）では最高の1MA/cm2を越える性能を示す薄膜の作製に成功した。さらに、その臨界電流密度（Jc）特性の磁場中の異方性を調査したところ、膜の成長方向（c軸方向）に沿った効果的な磁束ピン止め中心が自然に成長していることがわかり、応用上重要となる等方的な特性を有することを明らかにした。そして、本研究課題の目標値である臨界電流密度10MA/cm2にほぼ匹敵する7MA/cm2にまでの高性能化に成功した。そこで、膜成長する基板をMgOからLSATに変更してその効果を検討したところ、LSAT基板上に製膜したP添加BaFe2As2は、MgO基板上の膜に比べて悪い結晶性 (Δω = 1.1度, ΔPhi = 1.5度) を示した。走査型透過電子顕微鏡による断面観察から、この起源は、LSAT－膜界面における反応層の形成によって生じる多数のドメイン境界によるものと結論付けた。見いだしたこれらの試料作製条件を、実際に応用に使われている金属テープ基板に適用し、15Tの強磁場下において最大で0.1MA/cm2の実用レベルのJcを達成した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(21 results)
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[Presentation] Ba1-xLaxFe2As2薄膜の結晶構造2017
Author(s)
小林賢介, 中尾朗子, 真木祥千子, 山浦淳一, 片瀬貴義, 佐藤光, 佐賀山基, 熊井玲児, 村上洋一, 平松秀典, 細野秀雄
Organizer
日本物理学会 第72回年次大会
Place of Presentation
大阪
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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