The study of the pinning center by interactions of the quantum flux and the magnetic moment of rare earth elements
| Project/Area Number |
19560325
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Electronic materials/Electric materials
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| Research Institution | Hachinohe National College of Technology |
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Principal Investigator |
NAKAMURA Yoshitaka Hachinohe National College of Technology, 電気情報工学科, 准教授 (00290685)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
向田 昌志 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50302302)
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| Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) |
MUAKIDA Masashi 九州大学, 工学府材料物性工学専攻 工学部物質科学工学科, 教授 (50302302)
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| Project Period (FY) |
2007 – 2008
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2008)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 超伝導 / 臨界電流密度 / 磁気モーメント / ピン止めセンター / 希土類酸化物 / 希土類金属 / 量子化磁束 / 酸化物高温超伝導薄膜 / スパッタリング法 / 電磁石 / 強磁場 / ナノテクノロジー |
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| Research Abstract |
本研究は高温超伝導GdBCO薄膜中に、磁性材料である希土類酸化物RE2O3(RE=Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er and Yb)及び、希土類金属RE(RE=Sm, Gd, Dy, Ho and Nd)をドープする事により、人工ピン止めセンターを作り出し臨界電流密度の向上を目指す研究を行った。電流を多く流していくと、量子化磁束が移動しようとするが、常伝導磁性ナノ粒子にピン止めされる。
更に、磁性ナノ粒子は磁気モーメントを持っているため、量子化磁束が移動しようとすると、平行であった量子化磁束Φと磁性ナノ粒子の磁気モーメントMとの間に、トルクが働き、Mを回転させるエネルギーが必要になる。
つまり、磁性ピン止めセンターを用いることで、常伝導によるピン止めと、磁気モーメント相互作用によるピン止めの、2種類のピン止め力が共存することになり、強力なピン止めセンターになると考え実験を行った。実験の結果、Sm2O3希土類酸化物、Dy希土類金属をドープした時、自己磁場臨界電流密度Jcは、それぞれ3.1[MA/cm^2] 、4.1[MA/cm^2]と最も高くなり、磁性ナノ粒子のピン止めセンターは有効である事を確認した。また、磁気モーメントの大きさにより臨界電流密度Jcも変化する傾向が確認されている。
更に、走査型プローブ顕微鏡により薄膜の磁気力像を評価した結果、単位砲のa、b軸方向に波長が約1.5μmの周期性を持った像が得られた。これは、薄膜内で磁気的な要素が局所的に存在し、それも周期性を持っていることを意味しており、現在その起因を検討しているところである。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
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[Presentation] Critical current density and lattice distortion of RE_2O_3 (RE=Sm, Eu, Gd, Dy, Ho and Er) and metallic Gd doped GdBCO thin film2008
Author(s)
Y. Nakamura, Y. Morita, D. Yoshida, G. Nishijima, M. Mukaida, K. Watanabe, S. Ohshima
Organizer
APPLIED SUPERCONDUCTIVITY CONFERENCE(ASC2008)
Place of Presentation
Chicago, USA
Year and Date
2008-08-18
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[Presentation] Critical current density of RE2O3 (RE=Sm, Eu, Gd, Dy, Ho and Er) and metallic Gd doped GdBCO thin films deposited by sputter2007
Author(s)
Yoshitaka Nakamura, Yusuke Morita, Daisuke Yoshida, Gen Nishijima, Masashi Mukaida, Kazuo Watanabe, Shigetoshi Ohsima
Organizer
20th International Symposium on Superconductivity (ISS2007)
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