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ホモ粒界の電子構造制御と相関のあるパーコレーション-超伝導体のナノ組織制御と輸送特性の根本的改質-

研究課題

研究課題/領域番号 13305045
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関京都大学

研究代表者

長村 光造  京都大学, 工学研究科, 教授 (50026209)

研究分担者 酒井 明  京都大学, 工学研究科, 教授 (80143543)
松本 要  京都大学, 工学研究科, 助教授 (10324659)
黒川 修  京都大学, 工学研究科, 助手 (90303859)
足立 大樹  京都大学, 工学研究科, 助手 (00335192)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2002年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード高温超電導体 / Y123 / Bi2223 / 臨界電流密度 / 超電導機構 / ピンニング / パーコレーション / ワイブル解析 / 高温超伝導体 / 超伝導機構
研究概要

1.試料作成及び微細組織の観察:多結晶状態のBi2223膜の配向化等を調べるため、配向銀基板やMgO基板、SrTiO_3基板上への薄膜の形成を行った。結晶方位解析装置(EBSP)により結晶方位解析を行い、SEM,EPMAによる粒界構造の解析と元素分析、構造的には対応粒界、粒界転位を調べ、(001)配向した厚さ1μm程度のBi2223薄膜の作製方法を確立した。
2.臨界電流密度測定と解析:微小領域の電流-電圧特性、Y123薄膜にっいて磁界の角度依存性および歪み依存性をBi2223テープについては温度依存性を精密に測定し、その結果をワイブル解析した。77Kにおいて臨界電流密度は1MA/m^2となる高性能なBi2223薄膜が得られた。
3.Weak Link Pathモデルを用いたBi2223テープ材の臨界電流の検討:同モデルにより最適パーコレーションパスの探索を行い、J-E特性を導出し実測値と比較した、とくに相関として(a)電流集中を模擬、(b)non-SCリンクのクラスター化、(c)non-SCリンクの離散化等の条件を取り入れたときのパーコレーションパスを考察し、微視構造とJ-E特性の相関を解明した。
4.理論計算とその検証および多結晶材における輸送特性改良の指針の提案:Weak Link Pathモデルによる理論計算により、鋭いJ-E特性が得られる条件を理論的に究明し、そのような理論的構造を如何に実現するかを検討し、粒界弱結合で律速されるBi2223薄膜の輸送特性を最適化するための微視構造のモデルを提案した。
5.Bi2223テープ線材の機械的性質及びその臨界電流に及ぼす影響:Bi2223テープ線材の応力歪み曲線を熱残留応力を考慮した複合則により解析し、超伝導層に加わる正確な応力を導出する方法を確立した。それにより応力がゼロから60MPaの範囲では臨界電流は可逆的に減少することが明らかとなった。その原因はホモ粒界のSNS接合的性質に原因することが究明された。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2003 2002 2001 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Numerical analysis of the inhomogenous current transport properties of Ag/Bi2223 tapes2003

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical analysis of the inhomogeneous current transport properties of Ag/Bi2223 tapes2003

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rew. 67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of I-V Characteristics in Ag/Bi2223 Tapes by Weal Link Path Model2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Ad.Cryog.Eng. 48

      ページ: 1102-1109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Change of Critical Current bof Ag/Bi2223 Tapes under Fatigue Test2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Adv.Cryog.Eng. 48

      ページ: 485-491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Stage Behavior in Stress-Elongation Curve of Multifilamentary Bi2223 Tapes2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Adv.Cryog.Eng.

      ページ: 477-483

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The tensile property of commercial Bi2223 tapes : a report on the international round-robin test2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Adv.Cryog.Eng.

      ページ: 888-893

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of I-V Characteristics in Ag/Bi2223 Tapes by Weak Link Path Model2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Adv.Cryog.Eng. 48

      ページ: 1102-1109

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cange of Critical Current of Ag/Bi2223 Tapes under Fatigue Test2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Adv.Cryog.Eng. 48

      ページ: 485-491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The stage Behavior in Stress -Elongation Curve Multifilamentary Bi2223 Tapes2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Adv.Cryog.Eng. 48

      ページ: 477-483

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The tensile property of commercial Bi2223 : a report on the interna tional round-robin test2002

    • 著者名/発表者名
      K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      Supercond.Sci.Technol. 15

      ページ: 888-893

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biaxially Oriented NdBa_2Cu_3O_7 Films Prepared on {100}<001> Textured Ag Tapes without Any Buffer Layers2001

    • 著者名/発表者名
      T.Doi et al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Applied.Supercond. 11

      ページ: 3130-3133

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biaxially Oriented Nd123 Films prepared on Textured Ag Tapes2001

    • 著者名/発表者名
      T.Doi, K.Osamura et al.
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Applied Supercond. 11

      ページ: 3130-3133

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Osamura et al.: "Analysis of I-V Characteristics in Ag/Bi2223 Tapes by Weak Link Path Model"Adv. Cryog. Eng.. 48. 1102-1109 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Osamura et al.: "Change of Critical Current of Ag/Bi2223 Tapes under Fatigue Test"Adv. Cryog. Eng.. 48. 485-491 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Osamura et al.: "Three Stage Behavior in Stress-Elongation Curve of Multifilamentary Bi2223 Tapes"Adv. Cryog. Eng.. 48. 477-483 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Osamura et al.: "The tensile property of commercial Bi2223 tapes : a report on the international round-robin test"Supercond. Sci. Technol.. 15. 888-893 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Doi 他: "Biaxially Oriented Nd123 Films Prepaed on Textured Ag Tapes"IEEE Trans. Applied. Supercond. 11. 3130-3133 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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