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超100K級銅酸化物高温超伝導体の単結晶育成技術の開発とデバイス応用の検討

研究課題

研究課題/領域番号 16H03854
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物性
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

永崎 洋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 首席研究員 (20242018)

研究分担者 鬼頭 聖  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30356886)
吉田 良行  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (50415767)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード銅酸化物超伝導体 / 水銀系 / 単結晶育成 / 高温超伝導 / 銅酸化物高温超伝導体 / 超伝導材料・素子 / 物性実験 / 低温物性 / 超伝導デバイス
研究成果の概要

本研究では、現存する超伝導体の中で最も高い134Kに至る超伝導転移温度(Tc)を有する水銀(Hg)系銅酸化物超伝導体HgBa2Can-1CunO2n+2+δ(n=1,2,3) の純良単結晶育成技術を確立することをその目的として研究を行った。様々な結晶育成条件を試み、その結果、(1)出発原料として高純度のBaOおよびCaOを調製し、(2)n=3についてはフラックスとしてBaF2を用い、(3)耐圧のためにSUSと石英ガラス管の2重封管を施し、更に、(4)Hgの一部をReで置換することによってn=1およびn=3のサブミリメーターサイズの単結晶育成に成功を収めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水銀系銅酸化物超伝導体は、常圧においては現存するあらゆる物質の内で最も高い超伝導転移温度を有しているが、構成要素である水銀の毒性と高い蒸気圧のために、1994年の発見以来、系統的研究はほぼ手つかずであった。本研究により、同物質の単結晶を安全に、かつ再現性良く合成する手法が確立した。今後高温超伝導機構の解明や同物質を用いた新奇高温超伝導デバイス開発に向けた研究が発展すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件)

  • [国際共同研究] ウィーン工科大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] UCバークレー(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Revealing hidden spin-momentum locking in a high-temperature cuprate superconductor2018

    • 著者名/発表者名
      Gotlieb Kenneth、Lin Chiu-Yun、Serbyn Maksym、Zhang Wentao、Smallwood Christopher L.、Jozwiak Christopher、Eisaki Hiroshi、Hussain Zahid、Vishwanath Ashvin、Lanzara Alessandra
    • 雑誌名

      Science

      巻: 362 号: 6420 ページ: 1271-1275

    • DOI

      10.1126/science.aao0980

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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