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第3世代超伝導線材実現のための基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04646
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 エネルギー学
研究機関名古屋大学

研究代表者

飯田 和昌  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90749384)

研究分担者 生田 博志  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30231129)
研究協力者 ヘーニッシュ イェンツ  
ホルツァプフェル ベルナルド  
タランティーニ キアラ  
ヤロジンスキー ヤン  
ラバレスティ デビッド  
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
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード鉄系超伝導薄膜 / 粒界特性 / 臨界電流特性 / テープ線材 / 分子線エピタキシー / 鉄系超伝導体薄膜 / 積層欠陥 / 抵抗率異方性 / オフ基板 / 鉄系超伝導体 / エピタキシャル薄膜 / 超伝導線材 / オキシプニクタイド / 薄膜 / 粒界接合 / 臨界角度 / 臨界電流密度 / ミスカット基板 / プロトン照射 / 超伝導材料 / 電子・電気材料 / MBE / エピタキシャル
研究成果の概要

鉄系超伝導体の中で超伝導転移温度が高いNdFeAs(O,F)と超伝導対破壊電流が高いBaFe2(As,P)2を研究対象物質として選定し,これらの粒内・粒界特性を調べた。その結果,NdFeAs(O,F)の[001]-tilt対称傾角粒界において臨界電流が低下する粒界角度は,他の代表的な鉄系超伝導体[Ba(Fe,Co)2As2やFe(Se,Te)]とほぼ同じ約9度であった。また,BaFe2(As,P)2テープ線材の輸送特性評価の結果,低傾角粒界が磁束ピンニングセンターとして働き,臨界電流特性が向上することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

鉄系超伝導体の粒界特性を明らかにすることは超伝導線材開発だけでなく,バルク磁石開発にも重要な知見となる。今回,鉄系超伝導体の中で最初に発見されたLnFeAs(O,F)[Ln: ランタノイド元素]の粒界特性を明らかにすることで,粒界における超伝導臨界電流の低下が始まる粒界角度(臨界角度)が,代表的な鉄系超伝導体であるBa(Fe,Co)2As2やFe(Se,Te)とほぼ同じであった。従って,鉄系超伝導体の超伝導ギャップ対称性は,全ての系で同じである可能性がある。工学的には,銅酸化物超伝導体に比べて,臨界角度が約2倍大きく,面内配向度の制限が緩くなるので線材作製時におけるコスト低減につながる。

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

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 11件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 12件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National High Field Magnetic Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National High Field Magnet Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology/IFW Dresden(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] National High Magnetic Field Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology/IFW Dresden/Technical University Dresden(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel method to study strain effect of thin films using a piezoelectric-based device and a flexible metallic substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Iida Kazumasa、Sugimoto Yuwa、Hatano Takafumi、Urata Takahiro、Langer Marco、Holzapfel Bernhard、Haenisch Jens、Ikuta Hiroshi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 号: 1 ページ: 016503-016503

    • DOI

      10.7567/1882-0786/aaf6e6

    • NAID

      120006623786

    • 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] Grain boundary characteristics of oxypnictide NdFeAs(O,F) superconductors2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iida, Taito Omura, Takuya Matsumoto, Takafumi Hatano, Hiroshi Ikuta
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 074003-074003

    • DOI

      10.1088/1361-6668/ab1660

    • NAID

      120006718406

    • 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
  • [雑誌論文] Fe-based superconducting thin films - Preparation and tuning of superconducting properties2019

    • 著者名/発表者名
      Jens Haenisch, Kazumasa Iida, Ruben Huehne, Chiara Tarantini
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 093001-093001

    • DOI

      10.1088/1361-6668/ab1c00

    • 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
  • [雑誌論文] Vortex glass-liquid transition and activated flux motion in an epitaxial, superconducting NdFeAs(O,F) thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Haenisch J.、Iida K.、Ohmura T.、Matsumoto T.、Hatano T.、Langer M.、Kauffmann-Weiss S.、Ikuta H.、Holzapfel B.
    • 雑誌名

      MRS Communications

      巻: 8 号: 4 ページ: 1433-1438

    • DOI

      10.1557/mrc.2018.207

    • 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] Fe-based superconducting thin films on metallic substrates: Growth, characteristics, and relevant properties2018

    • 著者名/発表者名
      Iida Kazumasa、Haenisch Jens、Tarantini Chiara
    • 雑誌名

      Applied Physics Reviews

      巻: 5 号: 3 ページ: 031304-031304

    • DOI

      10.1063/1.5032258

    • 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] Universal scaling behavior of the upper critical field in strained FeSe0.7Te0.3 thin films2018

    • 著者名/発表者名
      Yuan Feifei、Grinenko Vadim、Iida Kazumasa、Richter Stefan、Pukenas Aurimas、Skrotzki Werner、Sakoda Masahito、Naito Michio、Sala Alberto、Putti Marina、Yamashita Aichi、Takano Yoshihiko、Shi Zhixiang、Nielsch Kornelius、Huehne Ruben
    • 雑誌名

      New Journal of Physics

      巻: 20 号: 9 ページ: 093012-093012

    • DOI

      10.1088/1367-2630/aade66

    • 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] Recent progress in thin-film growth of Fe-based superconductors: superior superconductivity achieved by thin films2018

    • 著者名/発表者名
      Sakoda Masahito、Iida Kazumasa、Naito Michio
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 31 号: 9 ページ: 093001-093001

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aabddb

    • 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
  • [雑誌論文] Effect of α-particle irradiation on a NdFeAs(O,F) thin film2018

    • 著者名/発表者名
      Tarantini C、Iida K、Sumiya N、Chihara M、Hatano T、Ikuta H、Singh R K、Newman N、Larbalestier D C
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 31 号: 3 ページ: 034002-034002

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aaa821

    • 関連する報告書
      2017 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] Deposition and properties of Fe(Se,Te) thin films on vicinal CaF2 substrates2017

    • 著者名/発表者名
      Bryja Hagen、Huehne Ruben、Iida Kazumasa、Molatta Sebastian、Sala Alberto、Putti Marina、Schultz Ludwig、Nielsch Kornelius、Haenisch Jens
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 30 号: 11 ページ: 115008-115008

    • DOI

      10.1088/1361-6668/aa8421

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The influence of the in-plane lattice constant on the superconducting transition temperature of FeSe0.7Te0.3 thin films2017

    • 著者名/発表者名
      Yuan Feifei、Iida Kazumasa、Grinenko Vadim、Chekhonin Paul、Pukenas Aurimas、Skrotzki Werner、Sakoda Masahito、Naito Michio、Sala Alberto、Putti Marina、Yamashita Aichi、Takano Yoshihiko、Shi Zhixiang、Nielsch Kornelius、Huehne Ruben
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 7 号: 6 ページ: 065015-065015

    • DOI

      10.1063/1.4989566

    • 関連する報告書
      2017 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] 鉄系超伝導体における次元交差2017

    • 著者名/発表者名
      飯田 和昌、Jens HAENISCH、内藤 方夫
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 52 号: 6 ページ: 443-447

    • DOI

      10.2221/jcsj.52.443

    • NAID

      130006247582

    • ISSN
      0389-2441, 1880-0408
    • 関連する報告書
      2017 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] Selective mass enhancement close to the quantum critical point in BaFe2(As1-xPx)22017

    • 著者名/発表者名
      Grinenko V., Iida K., Kurth F., Efremov D. V., Drechsler S.-L., Cherniavskii I., Morozov I., Haenisch J., Foerster T., Tarantini C., Jaroszynski J., Maiorov B., Jaime M., Yamamoto A., Nakamura I., Fujimoto R., Hatano T., Ikuta H., Huehne R.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 4589-4589

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04724-3

    • 関連する報告書
      2017 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] High-field transport properties of a P-doped BaFe2As2 film on technical substrate2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, H. Sato, C. Tarantini, J. Hänisch, J. Jaroszynski, H. Hiramatsu, B. Holzapfel, and H. Hosono
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep39951

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superconducting properties of Ba(Fe1-xNix)2As2 thin films in high magnetic fields2017

    • 著者名/発表者名
      S. Richter, F. Kurth, K. Iida, K. Pervakov, A. Pukenas, C. Tarantini, J. Jaroszynski, J. Haenisch, V. Grinenko, W. Skrotzki, K. Nielsch, R. Huehne
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 110 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4973522

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 傾斜基板上に成長したNdFeAs(O,F)薄膜の臨界電流特性2019

    • 著者名/発表者名
      飯田和昌,松本拓也,近藤圭介,畑野敬史,生田博志
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electronic Anisotropy of NdFeAs(O,F) Epitaxial Thin Films Grown on Vicinal- Cut MgO Substrates2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumoto, Keisuke Kondo, Takafumi Hatano, Takahiro Urata, Kazumasa Iida, Hiroshi Ikuta
    • 学会等名
      31th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Grain boundary characteristics of NdFeAs(O,F) superconductors2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iida, Taito Omura, Takuya Matsumoto, Takafumi Hatano, Hiroshi Ikuta
    • 学会等名
      Applied Superconductivity Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミスカットMgO基板上に成膜したNdFeAs(O,F)薄膜の輸送特性Ⅱ2018

    • 著者名/発表者名
      松本拓也,近藤圭介,畑野敬史,浦田隆広,飯田和昌,生田博志
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Flux pinning in oxypnictide thin films2018

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, C. Tarantini, J. Haenisch, F. Kurth, J. Jaroszynski, T. Omura, T. Matsumoto, T. Urata, T. Hatano, S. Meyer, S. Kauffmann-Weiss, B. Holzapfel, D. C. Larbalestier, H. Ikuta
    • 学会等名
      8th Forum on New Materials, CIMTEC2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Misorientaion angle dependence of inter-grain Jc for NdFeAs(O,F)2018

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, T. Omura, T. Matsumoto, T. Hatano, H. Ikuta, S. Kaufmann-Weiss, B. Holzapfel, J. Haenisch, T. Boll, R. Schneider
    • 学会等名
      6th ICSM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 形状効果によるNdFeAs(O,F)薄膜のピン力向上2018

    • 著者名/発表者名
      飯田 和昌, カウフマンーヴァイス サンドラ, 大村 泰斗, 松本 拓也, タランティーニ キアラ, ヤロスンスキー ヤン, 畑野 敬史, トーベン ボール, ランガー マルコ, ホルツアプフェル バーンハルド, ヘーニッシュ イェンツ, 生田 博志
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オキシプニクタイドNdFeAs(O,F)超伝導体の粒界特性2018

    • 著者名/発表者名
      飯田 和昌, 大村 泰斗, 松本 拓也, 畑野 敬史, 生田 博志
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミスカットMgO基板上に成膜したNdFeAs(O,F)薄膜の抵抗率の異方性2018

    • 著者名/発表者名
      松本拓也, 大村泰斗, 畑野敬史, 浦田隆広, 飯田和昌, 生田博志
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Intrinsic vortex pinning and critical current scaling in NdFeAs(O,F)2017

    • 著者名/発表者名
      飯田和昌
    • 学会等名
      IWRS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Practical-level performance of P-doped BaFe2As2 films on technical substrates for high-field-magnet applications2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, H. Sato, C. Tarantini, J. Haenisch, J. Jaroszynski, H. Hiramatsu, B. Holzapfel, H. Hosono
    • 学会等名
      CEC-ICMC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electric double layer transistor in NdFeAsO and grain boudary junctions of NdFeAs(O,F)2017

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iida
    • 学会等名
      2nd Workshop IMS2017, Initerant magnetsim and superconductivity
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミスカットMgO基板上に成膜したNdFeAs(O,F)薄膜の輸送特性2017

    • 著者名/発表者名
      松本 拓也, 大村 泰斗, 畑野 敬史, 浦田 隆広, 飯田 和昌, 生田 博志
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Transport Properties of NdFeAs(O,F) Epitaxial Thin Films Grown on Vicinal-Cut MgO Substrates2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto, T. Omura, T. Hatano, K. Iida, H. Ikuta
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FABRICATION OF GRAIN BOUNDARY JUNCTIONS USING NdFeAs(O,F) SUPERCONDUCTING THIN FILMS2017

    • 著者名/発表者名
      T. Omura, T. Matsumoto, T. Hatano, K. Iida, H. Ikuta
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Epitaxial NdFeAs(O,F) Films By Molecular Beam Epitaxy: Influence Of Film Thickness And Surface Morphology On Superconducting Properties2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kauffmann-Weiss, K. Iida, T. Matsumoto, T. Ohmura, T. Hatano, T. Boll, M. Langer, B. Holzapfel, H. Ikuta, J. Haenisch
    • 学会等名
      30th International Symposium on Superconductivity
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracing the s±-symmetry in Co-doped BaFe2As2 by controlled disorder2016

    • 著者名/発表者名
      Kazumasa Iida
    • 学会等名
      International Workshop on Superconductivity and Related Functional Materials 2016
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NdFeAs(O,F)超伝導薄膜を用いた粒界接合の作製及び評価2016

    • 著者名/発表者名
      大村泰斗,松本拓也,荒井健太,畑野敬史,飯田和昌,生田博志
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Tracing the s±-symmetry in Fe-based superconductors by inducing controlled disorder2016

    • 著者名/発表者名
      K. Iida, M. Schilling, S. Zapf, A. Baumgartner, E. Zhukova, M. Dressel, B. Gorshunov, V. Drain, K. Misten, D. Efremov, O. Dolgov
    • 学会等名
      Applied Superconductivity 2016
    • 発表場所
      Denver, USA
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オキシプニクタイド超伝導薄膜: 作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      飯田和昌
    • 学会等名
      低温工学東北・北海道支部/第2回材料研究会 合同シンポジウム
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-05-20  

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