鉄系超伝導体の臨界電流特性向上指針の確立と実証

• 研究課題/領域番号: 16K17510
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 石田 茂之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 研究員 (90738064)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 臨界電流特性 / 鉄系超伝導体 / ドーピング依存性 / 磁束ピンニング / 面内異方性 / 超伝導線材 / 超伝導材料・素子

研究成果の概要

超伝導応用の発展・普及に資するため、高磁場応用の新材料として注目されている鉄系超伝導体について、臨界電流特性の向上を目指した研究を実施した。本研究では特に、臨界電流密度が化学組成に対してどのように変化するのかを詳細に調べた。その結果、鉄系超伝導体の不足ドーピング領域では、超伝導相と反強磁性・斜方晶相が共存/競合することに起因する特異な磁束ピンニング機構が働き、臨界電流密度が大きく増大することが明らかになった。この知見を超伝導線材に応用し、化学組成の異なる鉄系超伝導体原料を用いた線材の作製・評価を行ったところ、臨界電流特性の向上につながる結果を得た。

研究成果

• [国際共同研究] TU Wien(オーストリア)
• [国際共同研究] TU Wien(オーストリア)
• [雑誌論文] Direct observation of in-plane anisotropy of the superconducting critical current density in Ba(Fe1?xCox)2As2 crystals (2018)
  • 著者名/発表者名: Hecher J.、Ishida S.、Song D.、Ogino H.、Iyo A.、Eisaki H.、Nakajima M.、Kagerbauer D.、Eisterer M.
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 97 号: 1 ページ: 014511-014511
  • DOI: 10.1103/physrevb.97.014511
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Doping-dependent critical current properties in K, Co, and P-doped BaFe2As2 single crystals (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigeyuki Ishida, Dongjoon Song, Hiraku Ogino, Akira Iyo, Hiroshi Eisaki, Masamichi Nakajima, Jun-ichi Shimoyama, Michael Eisterer
  • 雑誌名: PHYSICAL REVIEW B 巻: 95 号: 1 ページ: 014517-014517
  • DOI: 10.1103/physrevb.95.014517
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of iron-based superconducting tapes using Ba1－xKxFe2As2 with x = 0.3 and 0.4 (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishida, H. Taira, A. Ishii, T. Asou, S. Itou, T. Nishio, Y. Tsuchiya, A. Iyo, H. Eisaki, K. Matsuzaki and Y. Yoshida
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology 巻: 30 号: 5 ページ: 054001-054001
  • DOI: 10.1088/1361-6668/aa62d4
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2およびBaFe2(As1-xPx)2単結晶の超伝導特性へのポストアニール効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石田茂之、宋東俊、荻野拓、伊豫彰、永崎洋、中島正道、下山淳一、D. Kagerbauer、M. Eisterer
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Critical current properties of 122-type iron- based superconductors (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Ishida, D. Song, H. Ogino, A. Iyo, H. Eisaki, M. Nakajima, D. Kagerbauer, M. Eisterer
  • 学会等名: Workshop on novel properties of complex oxides
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of Post-annealing on Physical Properties of BaFe2As2-based Superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishida, D. Kagerbauer, D. Song, H. Ogino, M. Nakajima, M. Eisterer, H. Eisaki
  • 学会等名: 30th International Symposium on Superconductivity (ISS2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of post annealing on physical properties of BaFe2As2-based superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishida, D. Kagerbauer, D. Song, H. Ogino, M. Nakajima, M. Eisterer, H. Eisaki
  • 学会等名: European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 鉄系超伝導体Ba(Fe1-xCox)2As2単結晶の臨界電流特性へのポストアニール効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石田茂之、宋東俊、荻野拓、伊豫彰、永崎洋、中島正道、下山淳一、D. Kagerbauer、M. Eisterer
  • 学会等名: 第78回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Development of Fe-based superconducting wires and tapes at AIST (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ishida, Y. Tsuchiya, A. Iyo, H. Eisaki, K. Matsuzaki, A. Nakano, Y. Yoshida, A. Ishii, T. Aso, S. Ito, T. Nishio, N. Shinohara, K. Tokiwa
  • 学会等名: 1st Asian ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference
  • 発表場所: 金沢歌劇座
  • 年月日: 2016-11-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] BaFe2As2系超伝導体単結晶の臨界電流特性とピンニング機構のドーピング依存性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石田茂之, 宋東俊, 伊豫彰, 永崎洋, 中島正道, 下山淳一, Michael Eisterer
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2016-09-13