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グラファイト構造マグネシウム合金へのソフト化学的ドーピングとその超伝導体特性

研究課題

研究課題/領域番号 17K18986
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 材料工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

北田 敦  京都大学, 工学研究科, 助教 (30636254)

研究協力者 森 崇裕  
近都 康平  
竹岡 駿  
土田 直輝  
張 澤磊  
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード超伝導 / 二ホウ化マグネシウム / 薄膜試料 / 臨海電流密度Jc / 非水系電解液 / ドーピング / MgB2 / 臨界電流密度 Jc / ソフト化学 / 電気化学 / 有機電解液 / 臨界電流密度Jc / 超電導材料・素子
研究成果の概要

グラファイト構造をもつマグネシウム合金超伝導体である、2ホウ化マグネシウム(MgB2)の薄膜に対して、ソフト化学的ドーピングを行った。ドーピングにより、その臨界電流密度(Jc)が向上することを明らかにした。ソフト化学的処理による超伝導転移温度(Tc)の低下は見られず、ピンニングセンターの導入によるJc向上が示唆された。
粉末試料については、表面酸化皮膜が多いために、目的の反応が困難であることがわかった。酸化皮膜を抑制した薄膜試料において、Mgイオンの脱離によると思われる酸化電流を確認した。
このほか、ソフト化学的ドーピング手法を探索する中で、新しいエーテル系非水系電解液を見いだすことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MgB2は熱力学的にきわめて安定な組成であり、高温固相反応によるドーピングは困難である。これに対して、速度論に立脚した室温付近でのソフト化学的ドーピングを行った。超伝導特性を向上させる上での新しいアプローチを提案した。加えて、新規電解液材料も数多く見出した。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 南京航空航天大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] イオン液体-Grignard試薬混合電解液におけるマグネシウムレドックス特性の経時変化2019

    • 著者名/発表者名
      北田 敦, 姜 唯宇, 深見一弘, 邑瀬邦明
    • 雑誌名

      表面技術

      巻: 70 号: 4 ページ: 210-214

    • DOI

      10.4139/sfj.70.210

    • NAID

      130007623970

    • ISSN
      0915-1869, 1884-3409
    • 年月日
      2019-04-01
    • 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] A Hydronium Solvate Ionic Liquid: Facile Synthesis of Air-Stable Ionic Liquid with Strong Bronsted Acidity2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kitada, S. Takeoka, K. Kintsu, K. Fukami, M. Saimura, T. Nagata, M. Katahira, and K. Murase
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 165 号: 3 ページ: H121-H127

    • DOI

      10.1149/2.0481803jes

    • NAID

      120006601472

    • 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] A Hydronium Solvate Ionic Liquid: Ligand Exchange Conduction Driven by Labile Solvation2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kitada, K. Kintsu, S. Takeoka, K. Fukami, M. Saimura, T. Nagata, M. Katahira, and K. Murase
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 165 号: 9 ページ: H496-H499

    • DOI

      10.1149/2.0971809jes

    • NAID

      120006501312

    • 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
  • [学会発表] 濃厚HTf2N水溶液中のイオン性2019

    • 著者名/発表者名
      ○土田直輝、北田 敦、豊田智史、深見 一弘、邑瀬 邦明
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会京都大学吉田キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] An Ionic Liquid State Composed of Superoxide Radical Anions and Crownether- Coordinated Potassium Cations2018

    • 著者名/発表者名
      A. Kitada, D. Ishikawa, K. Fukami, K. Murase
    • 学会等名
      GDCh Electrochemistry2018, Ulm, Germany
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hydronium Solvate Ionic Liquid: Observation of Strong Bronsted Acidity and Ligand Exchange Conduction2018

    • 著者名/発表者名
      Kitada Atsushi、Takeoka Shun、Kintsu Kohei、Fukami Kazuhiro、Saimura Masayuki、Nagata Takashi、Katahira Masato、Murase Kuniaki
    • 学会等名
      APCIL-6, Yonago, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hydronium Solvate Ionic Liquid with Strong Bronsted Acidity and Hopping Conduction2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kitada
    • 学会等名
      EMN Lyon Meeting 2018, Lyon, France
    • 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] グライム系電解液からの室温金属電析2018

    • 著者名/発表者名
      北田敦
    • 学会等名
      電気鍍金研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Physicochemical Properties and Hydration Structure of Concentrated HTf2N Aqueous Solution2018

    • 著者名/発表者名
      ○Naoki Tsuchida, Atsushi Kitada, Satoshi Toyoda, Kazuhiro Fukami, and Kuniaki Murase
    • 学会等名
      APCIL-6, Yonago, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 濃厚HTf2N水溶液の物性と水和構造2018

    • 著者名/発表者名
      ○土田直輝、北田 敦、豊田智史、深見 一弘、邑瀬 邦明
    • 学会等名
      イオン液体研究会第9回イオン液体討論会米子コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hopping Conduction in A Hydronium Solvate Ionic Liquid2018

    • 著者名/発表者名
      ○Atsushi Kitada, Kazuhiro Fukami, Masayuki Saimura, Takashi Nagata, Masato Katahira
    • 学会等名
      The 9th International Symposium of Advanced Energy Science, Uji, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Room Temperature Electrodeposition of Flat and Smooth Aluminum Layers from AlCl3/diglyme Baths2018

    • 著者名/発表者名
      Yukiya Kato, Atsushi Kitada, Kazuhiro Fukami, and Kuniaki Murase
    • 学会等名
      ISE69th Annual Meeting of ISE, Bologna, Italy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グライム系電解液からの室温アルミニウム電析における平滑性改善2018

    • 著者名/発表者名
      ○北田 敦,加藤有紀也,深見一弘,邑瀬邦明
    • 学会等名
      表面技術協会第137回講演大会芝浦工業大学豊洲キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of Al-MWCNTs composites from AlCl3-Diglyme solution2018

    • 著者名/発表者名
      ○張 澤磊, 北田 敦, 深見一弘, 清水雅裕, 新井 進, 姚 正軍, 邑瀬邦明
    • 学会等名
      表面技術協会第137回講演大会芝浦工業大学豊洲キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クラウンエーテル-超酸化カリウム等比混合物における超酸化物イオン液体状態2018

    • 著者名/発表者名
      ○北田 敦、石川大祐、深見一弘、邑瀬邦明
    • 学会等名
      イオン液体討論会第8回イオン液体討論会東京農工大学小金井キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒドロニウム溶媒和イオン液体におけるホッピング伝導2018

    • 著者名/発表者名
      ○北田 敦、近都康平、竹岡 駿、深見一弘、才村正幸、永田 崇、片平正人、邑瀬邦明
    • 学会等名
      イオン液体討論会第8回イオン液体討論会東京農工大学小金井キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 京都大学材質制御学研究室

    • URL

      http://www.echem.mtl.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 北田敦-研究者

    • URL

      https://researchmap.jp/kitada.atsushi1985

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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