| 研究課題/領域番号 |
11450240
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属物性
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
友清 芳二 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (40037891)
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| 研究分担者 |
金子 賢治 九州大学, 工学研究院, 助教授 (30336002)
松村 晶 九州大学, 工学研究院, 教授 (60150520)
渡辺 万三志 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10304734)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2000年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1999年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
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| キーワード | 酸化物超伝導体 / YBa2Cu30y / 臨界電流密度 / ピーク効果 / 酸素濃度変動 / 酸素欠損 / 収束電子回折 / 温度因子 / YBa2Cu3Oy / エネルギーフィルター / 構造因子 / 不可逆磁場 / キャリアー分布 / YBa_2Cu_3Oy |
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| 研究概要 |
目的・方法:YBa2Cu30y(YBCO)系超電導体の臨界電流密度Jc、不可逆磁場Hirr、Jc-H曲線に於けるピーク効果等は材料の微細組織に強く依存している。YBCOでは、酸素濃度が周囲の温度や酸素分圧によって容易に変動する。酸素濃度の変動は結晶構造の変化だけでなくOやCuイオンの価数変動、ひいてはキャリアー分布状にまで変化をもたらす。本研究の目的はエネルギーフィルタリング収束電子回折を用いてYBCOの局所酸素濃度変化を定量的に評価するとともに、C面内のイオンの平均電荷分布を求めることである。
結果・考察:(1)直径2〜3nmのビームを[001]方向から入射して得られる電子回折パターンから軸比b/aを測定し、酸素濃度の局所変動を調べた。双晶を含む結晶では双晶を含まないものに比べて場所による酸素濃度変動幅が大きいこと、双晶ドメイン内部に比べて双晶境界近傍で酸素濃度変動が大きいことが判明した。双晶境界の有無によってピーク効果の現れ方が大きくことなる原因は酸素濃度の局所変動によるものであることが明らかになった。
(2)理論計算の結果、00l系統の回折強度が酸素濃度変動に敏感であることがわかった。熱振動の結晶学的非等方性を考慮する方が、求められる酸素濃度は高い値を示すことがわかった。直径2〜3nmの収束電子ビームを、厚さ80〜100nm程度の単結晶試料に照射して回折パターンから求めた酸素濃度は場所によって変動していた。収束電子回折強度をさらに詳細に解析すると、酸素濃度の変動だけでなくOやCuイオンの価数変動、ひいてはキャリアー分布状に関する情報を入手できることが確かめられた。本研究で確立された局所領域の酸素濃度測定、電荷分布測定手法は他の高温超電導体へも適用できる。
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