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電着法によるカーボン系繊維の超伝導化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04717
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
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

竹屋 浩幸  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主席研究員 (80197342)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードフラーレン / ナノファイバー / 超伝導 / アンモニア / 繊維 / カーボン
研究成果の概要

我々は電着プロセス法を検討する過程で、アンモニア溶媒法によるアルカリ金属のインターカレーションの研究を行い、K及びRbについてフラーレンへのインターカレーションとPowder in Tube法を同時に行える方法を見出した。いろいろなシース管を試した中で、真鍮、モネル管が適していることが分かり、溝ロール-平ロールによる圧延手法を中心に線材の作製を行ってきた。世界で初めて実用化を目指したフラーレン線材の臨界電流密度Jcを測定し、Kドープ線材では5K, 0Tで300A/cm2の臨界電流密度という値を得た。フラーレン超伝導体ではこれまで応用研究が不足していたが、応用への端緒をつけることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

成果概要に記したように、アルカリ金属をドープしたフラーレンの金属シース線材をアンモニア溶媒を用いて、短時間で作製することができた。得られた線材についての超伝導転移温度、臨界電流密度の磁場依存性を評価することができた。フラーレン自体がファンデルワールス力で結合しているため、その超伝導は外部磁場に非常に弱い点をその応用の課題として評価することができた。フラーレン超伝導体は、これまで超伝導の基礎研究の対象としては興味深く、沢山の研究報告があるが、応用研究は見たことがない。今回、アンモニア溶媒法やPIT法を駆使して、応用への端緒をつけることができた。今後のさらなる応用研究がなされることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] IF-Federal University of Rio de Janeiro(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] THz emission from a Bi2Sr2CaCu2O8+δ cross-whisker junction2021

    • 著者名/発表者名
      Saito Yoshito、Adachi Shintaro、Matsumoto Ryo、Nagao Masanori、Fujita Shuma、Hayama Ken、Terashima Kensei、Takeya Hiroyuki、Kakeya Itsuhiro、Takano Yoshihiko
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 14 号: 3 ページ: 033003-033003

    • DOI

      10.35848/1882-0786/abe166

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical transport measurements for superconducting sulfur hydrides using boron-doped diamond electrodes on beveled diamond anvil2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Matsumoto, Mari Einaga, Shintaro Adachi, Sayaka Yamamoto, Tetsuo Irifune, Kensei Terashima, Hiroyuki Takeya, Yuki Nakamoto, Katsuya Shimizu and Yoshihiko Takano
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 33

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adiabatic temperature change in ErAl2/metal PIT wires: A practical method for estimating the magnetocaloric response of magnetocaloric composites2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takafumi D.、Takeya Hiroyuki、Terashima Kensei、Iwasaki Suguru、Baptista de Castro Pedro、Numazawa Takenori、Takano Yoshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 513 ページ: 167207-167207

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2020.167207

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid crystal growth of triple-layered cuprate superconductor HgBa2Ca2Cu3O8+δ by cesium chloride additional method2020

    • 著者名/発表者名
      Hara Hiroshi、Adachi Shintaro、Matsumoto Ryo、Saito Yoshito、Yamamoto Sayaka、Takeya Hiroyuki、Takano Yoshihiko
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 7 号: 8 ページ: 086002-086002

    • DOI

      10.1088/2053-1591/aba6c0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic entropy change of ErAl2 magnetocaloric wires fabricated by a powder-in-tube method2020

    • 著者名/発表者名
      Takafumi D. Yamamoto, Hiroyuki Takeya, Suguru Iwasaki, Kensei Terashima, Pedro Baptista de Castro, Takenori Numazawa and Yoshihiko Takano
    • 雑誌名

      J. Phys. D: Appl. Phys.

      巻: 53 号: 9 ページ: 095004-095004

    • DOI

      10.1088/1361-6463/ab5c71

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermittent dynamics of antiferromagnetic phase in inhomogeneous iron-based chalcogenide superconductor2020

    • 著者名/発表者名
      A. Ricci, G. Campi, B. Joseph, N. Poccia, D. Innocenti, C. Gutt, M. Tanaka, H. Takeya, Y. Takano, T. Mizokawa, M. Sprung, and N. L. Saini
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 101 号: 2 ページ: 020508-020508

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.020508

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two pressure-induced superconducting transitions in SnBi2Se4 explored by data-driven materials search: new approach to developing novel functional materials including thermoelectric and superconducting materials2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ryo、Hou Zhufeng、Hara Hiroshi、Adachi Shintaro、Takeya Hiroyuki、Irifune Tetsuo、Terakura Kiyoyuki、Takano Yoshihiko
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 11 号: 9 ページ: 093101-093101

    • DOI

      10.7567/apex.11.093101

    • NAID

      210000136347

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ionic-liquid-gating setup for stable measurements and reduced electronic inhomogeneity at low temperatures2018

    • 著者名/発表者名
      Takahide Yamaguchi、Sasama Yosuke、Takeya Hiroyuki、Takano Yoshihiko、Kageura Taisuke、Kawarada Hiroshi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 号: 10 ページ: 103903-103903

    • DOI

      10.1063/1.5041936

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 新規ボライド系水素液化用磁気冷凍材料のアトマイズ粒の作製2020

    • 著者名/発表者名
      竹屋浩幸,山本貴史,Pedro Baptista de CASTRO, 寺嶋健成、沼澤健則、高野義彦
    • 学会等名
      2020年秋季低温工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ガスアトマイズ法によるHoAl2球状磁気冷凍材料の作製2020

    • 著者名/発表者名
      山本貴史、竹屋浩幸、齋藤明子、寺嶋健成、Baptista de Castro Pedro、沼澤健則、高野義彦
    • 学会等名
      2020年秋季低温工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Spherical HoAl2 magnetocaloric particles for hydrogen magnetic refrigeration fabricated by a gas-atomization process2020

    • 著者名/発表者名
      T. D. YAMAMOTO, H. TAKEYA, A. T. SAITO, K. TERASHIMA, P. B. CASTRO, R. MATSUMOTO, S. ADACHI, T. NUMAZAWA, and Y. TAKANO
    • 学会等名
      JEMS2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bi-Pbはんだを利用したBi2223線材とNbTi線材の低抵抗接合2020

    • 著者名/発表者名
      井上 和朗,渋谷 直哉,松本 凌, 小林 賢介,内田 公, 西島 元, 竹屋 浩幸,北口 仁,高野 義彦
    • 学会等名
      2020年秋季低温工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NbTi-Bi2223線の超伝導はんだ接合と電気抵抗測定2020

    • 著者名/発表者名
      渋谷直哉, 小林 賢介, 井上和朗, 松本凌, 内田公, 西島元, 竹屋浩幸, 高野義彦, 北口仁
    • 学会等名
      2020年秋季低温工学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Magnetocaloric wires of ErAl2 fabricated by a powder-in-tube method2020

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO Takafumi D., TAKEYA Hiroyuki, IWASAKI Suguru, TERASHIMA Kensei, CASTRO Pedro B., MATSUMOTO Ryo, ADACHI Shintaro, NUMAZAWA Takenori, TAKANO Yoshihiko
    • 学会等名
      10th ACASC/ 2nd Asian ICMC/ CSSJ Joint Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械学習による巨大磁気冷凍材料の発見2020

    • 著者名/発表者名
      寺嶋 健成、バプティスタ デ カストロ ペドロ、岩﨑 秀、山本 貴史、竹屋 浩幸、高野 義彦
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Superconducting Fibers of Fullerene-based Materials2019

    • 著者名/発表者名
      竹屋 浩幸, 宮澤 薫一, 若原 孝次, 松本 凌, 足立 伸太郎, 高野 義彦
    • 学会等名
      CEC/ICMC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気冷凍材料実用化のためのプロセス開発における希土類系磁性材料の再評価2019

    • 著者名/発表者名
      竹屋浩幸, 山本貴史,寺嶋健成,Mohammed ElMassalami,沼澤健則,高野義彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 線材化した希土類系磁気冷凍材料における磁気熱量効果の評価2019

    • 著者名/発表者名
      山本 貴史, 竹屋 浩幸, 寺嶋 健成, 足立 伸太郎, 松本 凌, 岩﨑 秀, 沼澤 健則, 高野 義彦
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高効率水素液化システムにおける磁気冷凍材料と粒状化プロセス研究2019

    • 著者名/発表者名
      竹屋浩幸
    • 学会等名
      ㈱ソディック企業セミナー(未踏科学技術協会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧下電気抵抗測定で調べたBi2223とBi2212のTcの圧力依存性2019

    • 著者名/発表者名
      足立伸太郎, 松本凌, 原裕, 齋藤嘉人, 宋鵬, 竹屋浩幸, 渡辺孝夫, 高野義彦
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] YNi2B2C及びYPd2B2C固溶体系における急冷組織と超伝導2018

    • 著者名/発表者名
      竹屋浩幸, 横山彩音, 岡田雅生, 和田太門, 松本凌, 足立伸太郎, 山下愛智, 原裕, 高野義彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(H30)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FeSeを電着したテープ基板におけるゼロ抵抗の観測2018

    • 著者名/発表者名
      山下愛智, 松本凌, 原裕, 竹屋浩幸, 高野義彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(H30)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 粉体の表面処理・複合化技術集大成「フラーレンの複合化による超伝導体の作成」2018

    • 著者名/発表者名
      竹屋浩幸、宮澤薫一、高野義彦
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      テクノシステム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] SAMURAI NIMS Researchers Directory Service

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/takeya_hiroyuki?locale=ja

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 竹屋 浩幸 | 研究者総覧SAMURAI - 物質・材料研究機構 (NIMS)

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/takeya_hiroyuki?locale=ja

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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