| Project/Area Number |
23K23287
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| Project/Area Number (Other) |
22H02019 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
Teranishi Ryo 九州大学, 工学研究院, 教授 (70415941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 昌睦 福岡工業大学, 工学部, 教授 (80346824)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | 薄膜結晶 / ナノ結晶組織制御 / 酸化物超伝導 / 磁束ピン止め点 / 酸化物超伝導薄膜 / ナノ組織制御 / 結晶成長 / 微細組織 / 通電性能 / 超伝導体 / 臨界電流密度 / レーザー蒸着法 |
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| Outline of Research at the Start |
化石資源に頼らない発電方法として核融合発電が有望視されている。プラズマを強磁場で閉込めて制御するには超伝導技術が不可欠であり、超伝導線材を用いた超伝導コイルが求められる。本研究は、将来の核融合発電を志向し、磁束ピン止め点を超伝導薄膜線材中に導入するための薄膜ナノ結晶の制御法を確立する。
本研究が達成されれば、学術的な波及効果として結晶材料の薄膜結晶成長に関する学理を構築できる。また、超伝導線材の磁場中での通電性能はナノ結晶を用いる磁束ピン止め効果に依存することから、工学的な波及効果として超伝導材料の強磁場中での高性能化がある。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study was conducted with the aim of establishing a method for controlling thin-film nanocrystals to effectively introduce flux pinning centers into superconducting tape wires, in pursuit of their future use in fusion power generation requiring strong magnetic fields. As a result, it was found that controlling the film deposition temperature enables regulation of the growth morphology of flux pinning centers formed in the superconducting films, thereby increasing their number density by approximately sevenfold. In addition, by controlling the concentration of the pinning material added, the number density of flux pinning centers in the film was increased by about 6.5 times, and their diameters were homogenized from the conventional 13-18 nm down to around 10 nm. Based on these experimental results, a growth model for pinning centers in the thin film was developed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究について、学術的な意義として結晶材料の薄膜結晶成長に関する学理を構築できる。また、超伝導線材の磁場中での通電性能はナノ結晶を用いる磁束ピン止め効果に依存することから、工学的な意義として超伝導材料の強磁場中での高性能化がある。材料科学に基づいた提案者独自の仮説を実証することで上記学術的問いに答える本提案は、学理の観点からも、ひいては超伝導体の高性能化と実用化の観点からもインパクトを与える。
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