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水酸化物融剤を用いたY系超伝導体の低温連続結晶成長プロセスの確立

Research Project

Project/Area Number 18J13968
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionShimane University
Research Fellow 宮地 優悟  島根大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords超伝導 / 高温超伝導体 / 結晶成長 / 液相成長
Outline of Annual Research Achievements

RE123超伝導線材の成膜手法としては気相法や有機金属分解法が現在主流であるが、より低コストな手法として、低温環境で高品位なRE123を成膜できる溶融水酸化物法が挙げられる。しかし、この手法は現在、長尺線材の形成に必要な連続的な結晶成長には適していない。そこで、電気化学合成法の応用による連続的な結晶成長のプロセスの確立を目的として実験を行った。研究課題として、Ag電極の溶け出しや、先行研究で確認されたCuOやEu123の析出が確認できないということがこれまで確認されていた。これらの原因として、バブラーの能力不足や、成膜時の液温の測定に問題があることを挙げた。これらの改善を目的として、成膜時の液中温度を測定し、電極付近で測定値と設定値の差異がないことを再確認した。また、バブラーにホットプレートを導入し加熱することで加湿能力を高めた。また、グローブボックス内に湿度計を設置し、ホットプレートの温度を変更することで湿度を制御しながら実験を行った。
これまで湿度制御の導入以前は、溶液の昇温後15時間以上の経過した析出実験では、Agテープが溶解し、結晶の析出は確認できなかったが、湿度制御の導入により、Agテープの溶解を防ぐことに成功し、テープ上に結晶の析出を確認することができた。特に、昇温後21時間の経過後に実験を行った試料に関して、CuOの析出を確認することができた。先行研究において湿度が低い場合にAg電極の溶解が起きるとされていたが、本研究においても高湿度にすることで、電極の溶解を防げることが明らかとなった。
これは湿度が析出物を制御する重要な要素であることを示している。先行研究ではAgワイヤー上にCuO、Eu123などの結晶を析出させていたのに対し、本研究においてはAgテープ上にCuOの析出ができたことから、湿度を精密に制御することで、Eu123相の形成が可能であると期待できる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(12 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Processing Study of Low-temperature Fabrication of EuBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7−</sub><i><sub>&delta;</i> </sub>Film by Transformation from EuBa<sub>2</sub>Cu<sub>4</sub>O<sub>8</sub> Film Deposited Using the Molten Hydroxide Method2019

    • Author(s)
      MIYACHI Yugo、FUNAKI Shuhei、Yasuji YAMADA
    • Journal Title

      Cryogenic Egineering

      Volume: 54 Issue: 3 Pages: 187-191

    • DOI

      10.2221/jcsj.54.187

    • NAID

      130007674417

    • ISSN
      0389-2441, 1880-0408
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increasing the T c of YBa2Cu4O8 to 90 K by Sr substitution via the KOH flux method2019

    • Author(s)
      Miyachi Yugo、Funaki Shuhei、Yamada Yasuji
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 58 Issue: 7 Pages: 070906-070906

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab2a3b

    • NAID

      210000156406

    • ISSN
      0021-4922, 1347-4065
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 溶融水酸化物法で成膜されたEuBa2Cu4O8膜の熱分解によるEuBa2Cu3O7-d膜の低温形成プロセスの検討2019

    • Author(s)
      宮地 優悟, 舩木 修平, 山田 容士
    • Journal Title

      低温工学

      Volume: 54巻3号 Pages: 187-191

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] REBCO-CCの低温接合におけるKOH供給方法の検討2019

    • Author(s)
      舩木 修平,宮地 優悟,髙田 綾,畠田 菜月,山田 容士
    • Organizer
      2019年度 春季(第97回)低温工学・超電導学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] KOH蒸気を用いたREBCO-REBCO間接合界面の合成反応2019

    • Author(s)
      舩木 修平,宮地 優悟,山田 容士
    • Organizer
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Low-temperature superconducting joints of REBCO-CCs without oxygenation anneal2019

    • Author(s)
      Shuhei Funaki, Yugo Miyachi, Yasuji Yamada
    • Organizer
      European Conference on Applied Superconductivity
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 薄型ペレットの固相反応によるREBCO-CCの超電導接合2018

    • Author(s)
      宮地 優悟, 舩木 修平, 山田 容士
    • Organizer
      2018年度春季(第96回)低温工学・超電導学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 溶融水酸化物法を用いたREBCO-CCの超電導接合2018

    • Author(s)
      舩木 修平, 宮地 優悟, 山田 容士
    • Organizer
      2018年度春季(第96回)低温工学・超電導学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Sr添加Y124の相変態により形成したY123の特性2018

    • Author(s)
      大川 真弘, 宮地 優悟, 舩木 修平, 山田 容士
    • Organizer
      2018年度 応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] KOHを反応助剤に用いたREBCO-CC同士の超電導接合2018

    • Author(s)
      舩木 修平, 髙田 綾, 畠田 菜月, 宮地 優悟, 山田 容士
    • Organizer
      2018年度秋季(第97回)低温工学・超電導学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Superconducting-Joint for REBCO coated conductors by low-temperature liquid phase growth reaction2018

    • Author(s)
      Shuhei Funaki, Yugo Miyachi, Yasuji Yamada, Jun-ichi Shimoyama
    • Organizer
      CCA2018 (Coated Conductors for Applications)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Superconducting-Joint for REBCO coated conductors by low-temperature reaction using KOH2018

    • Author(s)
      Shuhei Funaki, Yugo Miyachi, Yasuji Yamada
    • Organizer
      31st International Symposium on Superconductivity (ISS2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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