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走査スクイド顕微鏡による非c軸配向酸化物超伝導薄膜中のジョセフソン磁束の直接観察

研究課題

研究課題/領域番号 15K06449
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

有沢 俊一  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (00354340)

研究分担者 遠藤 和弘  金沢工業大学, 工学研究科, 教授 (50356606)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード走査SQUID顕微鏡 / 超伝導体薄膜 / 超伝導 / 酸化物薄膜 / 磁束量子 / 超伝導体
研究成果の概要

本研究は単結晶基板上に成長させた非c軸配向のBi系酸化物超伝導体薄膜の高品質化とそれを利用し、扁平磁束の走査SQUID顕微鏡による直接観測を目的とした。薄膜の合成に関しては、双晶の生成を抑制した薄膜の膜質の向上を行うことができた。
作製した薄膜には微細加工を施すこすことにより試料電流を流して走査SQUID顕微鏡による観測を優先して行う予定であったが、エッチング条件の設定の問題から遮蔽電流を用いる方法とした。初期的な結果が得られたが液体ヘリウムの入手困難や高騰、装置の不調などにより予定の数の実験を行うことができず、この点は課題が残った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通じ、観察対象となる非c軸型のBi系酸化物超伝導薄膜は実用に適した構造であるが、その配向性その他膜質が格子エンジニアリング技術を通じて向上し、実用デバイスに近づくことができた。走査SQUIDによる観測に関しては、非従来型の磁束の観測ノウハウが得られ、課題も明らかとなった。またこれにより走査SQUID顕微鏡を用いた非従来型多層薄膜の観測技術を、人工積層膜の観察と新原理に基づく磁束量子デバイスなど新たなテーマへの展開につながった。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] National Institute of Materials Physics(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth of SrTiO3 Single Crystals with a Diameter of about 30 mm by the Verneuil Method2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Tateno, Kazuhiro Endo, Shunichi Arisawa, Petre Badica, et al.
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 19 (2) 号: 2 ページ: 604-612

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.8b01004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Epitaial Non c-Axis Twin-Free Bi2Sr2CaCu2O8 Thin Films for Future THz Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Endo, Shunichi Arisawa, Petre Badica
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 12 号: 7 ページ: 1124-1134

    • DOI

      10.3390/ma12071124

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization by X-ray Diffraction of Non c-axis Epitaxial Bi2Sr2CaCu2O8+ Thin Films2016

    • 著者名/発表者名
      K. Endo, S. Arisawa, T. Kaneko, I. Tsuyumoto, Y. Tateno and P. Badica
    • 雑誌名

      IEEE Transactions of Applied Superconductivity

      巻: 26 号: 3 ページ: 7500104-7500104

    • DOI

      10.1109/tasc.2016.2529005

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] “Observation of unconventional magnetic flux quantum in multilayered superconducting thin films by scanning SQUID microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arisawa, K. Endo, Y. Tanaka, H. Yamamori, T. Yanagisawa, T. Nishio.
    • 学会等名
      European Materials Research Society Fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In-plane Textures of non c-axis oriented Bi-based Superconducting Thin Films and Scanning SQUID Observations of Magnetic Quanta2018

    • 著者名/発表者名
      S. Arisawa, S. Kawai, T. Kaneko and K. Endo
    • 学会等名
      日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Orientation Control of Bi2Sr2CaCu2O8+δ Thin Films Grown by MOCVD2017

    • 著者名/発表者名
      K. Endo, Shunichi ARISAWA, Shinya KAWAI, Toshiyuki KANEKO, Isao TSUYUMOTO, Yasushi TATENO, P. Badica
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth by Verneuil Method and Characterization of SrTiO3 Single Crysta2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tateno, K. Endo, S. ARISAWA, M. Vlaicu, L. Nedelcu, M. Secu, P. Badica
    • 学会等名
      IUMRS-International Conference on Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of non c-axis Oriented Bi-based Superconducting Thin Films by Scanning SQUID Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      S. Arisawa, S. Kawai, T. Kaneko, K. Endo
    • 学会等名
      日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth by Verneuil Method and Characterization of SrTiO3 Single Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Tateno, P. Badica, S. Arisawa, K. Endo
    • 学会等名
      日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Scanning SQUID Microscopy and materials development2016

    • 著者名/発表者名
      Shunichi ARISAWA, Kazuhiro Endo, Ienari Iguchi, Kyungusung YUN, Takeshi HATANO, Yasumoto Tanaka, Taichiro Nishio.
    • 学会等名
      International Conference on Technologically Advanced Materials and Asian Meeting on Ferroelectricity
    • 発表場所
      University of Dehli
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation by MOCVD and Evaluation of Bi-based Copper Oxide Superconductor Films toward Power Electronics Module Application2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawai, T. Tsuchiya, S. Arisawa, I. Tsuyumoto, P. Badica, K. Endo
    • 学会等名
      1st Asian ICMC-CSSJ 50
    • 発表場所
      Kanazawa
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MOCVD Growth of High-Quality c -Axis and Non-c -Axis Oriented Thin Films of Bi2Sr2CaCu2O8 Superconductor2015

    • 著者名/発表者名
      K. Endo, S. Arisawa, T. Tsuchiya, Y. Tateno, P. Badica, S. Kawai, M. Wada, I. Tsuyumoto,T. Kaneko, H. Kezuka, T. Endo
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会 国際シンポジウム
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of superconducting thin films by scanningSQUID microscopy and their device applications2015

    • 著者名/発表者名
      Shunichi ARISAWA
    • 学会等名
      The First NIMS-IMRE Workshop on Materials Science
    • 発表場所
      Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orientation Engineering for the Growth of c-axis and Non-c-axis Epitaxial Bi2Sr2CaCu2O8+δ Thin Films by MOCVD2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Endo, Shunichi ARISAWA, Toshiyuki KANEKO, Isao TSUYUMOTO, Yasushi, TATENO, Hirofumi YAMASAKI, Petre BADICA
    • 学会等名
      The 12th European Conference on Applied Superconductivity
    • 発表場所
      Lyon, France
    • 年月日
      2015-09-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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