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ナノスケール・メゾスコピックピンニング制御による酸化物超伝導材料の高磁場特性向

研究課題

研究課題/領域番号 19510125
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関(財)国際超電導産業技術研究センター(超電導工学研究所)

研究代表者

M Miryala (MURALIDHAR Miryala)  超電導工学研究所 (90415951)

研究分担者 坂井 直道  財団法人国際超電導産業技術研究センター(超電導工学研究所), 材料物性研究部バルク研究開発室, 主管研究員 (00415936)
平林 泉  財団法人国際超電導産業技術研究センター(超電導工学研究所), 材料物性研究部バルク研究開発室, 室長 (80126151)
村上 雅人  芝浦工業大学, 工学部材料工学科, 教授 (00365545)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードnano lamellar / nano-sized MoO_3and NbO_3 / TEM & STM / TEM by EDX / critical current / flux pinning / liquid oxygen temperature / NEG-123
研究概要

本研究では、超電導結晶内にナノメートルサイズのラメラ構造や粒子を析出させることで、超電導の基本特性である臨界電流密度および臨界磁場の向上させる手法の検討を実施した。(i)原子間力顕微鏡(AFM)、走査型トンネル顕微鏡(STM)およびSEM-EBSD解析を用いて、ラメラ構造(ナノストライプ)の構造解析および方位決定を行った。これらより、このナノストライプ構造が双晶を起源ととしており、また、軽希土類元素LRE相がナノクラスタから形成されていることが分った。また、(Nd_0.33Eu_0.38Gd_0.28)Ba_2Cu_30_x試料のナノストライプは、a-b面内では40-60nmの周期、c軸方向には300-500nmの周期で現れることが分かった。これらより、電流をナノストライプに平行に流した際に、強い磁束ピン止め力が生じて磁束の動きが抑制されることで、高い臨界電流密度が得られたものと言える。(ii)MoおよびNbを含むナノ粒子を溶融法で作製したNEG-123結晶に添加することで、磁束ピン止め力を向上させることに成功した。ここで、ナノメートルサイズに粉砕したMo0_3あるいはNb0_3を添加することで、結晶成長時に10nm以下の(Nd, Eu, Gd)_2BaCuX0_5粒子(×=Mo, Nb)が生成する。高分解透過型電子顕微鏡(TEM)により観察により、このナノ粒子は試料全体に分散していることが分った。また、ナノ粒子の添加により、臨界電流値は低温から液体酸素温度(90K)の高温まで広範囲において上昇し、65Kでは4.5Tにピーク磁場を示す、REI23系バルクでは最高となるJc=925kA/cm2を達成した。

報告書

(1件)
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Highly enhanced flux pinning in melt-textured NEG-123 doped Nb and Mo nanoparticles2008

    • 著者名/発表者名
      M.Muralidhar, N.Sakai, M.Jirsa, M.Murakami & I.Hirabayashi
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of a Melt-Textured Pellet of(Nd_<0.38>Eu_<0.38>Gd_<0.28>)Ba_2Cu_3O_y+0.035mol%Zn2008

    • 著者名/発表者名
      M.Jirsa, M.Rames, and M.Muralidhar
    • 雑誌名

      Journal of Acta Physica A 113

      ページ: 223-226

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Nanostripes in(Nd_<0.33>Eu_<0.33>Gd_<0.33>)Ba_2Cu_3O_y Superconductor2008

    • 著者名/発表者名
      M.R.Kobliscbka, M.Winter, A.Koblishka-Veneva, M.Muralidhar, F.Mucklich, and U.Hartmann
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Current Progress in Ternary LREBa_2Cu_30_y Materials and Their Applications

    • 著者名/発表者名
      M.Muralidhar, N.Sakai, M.Jirsa, M.Murakami & I.Hirabayashi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science&Engineering B

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Nanoscale Pinning Media in Bulk Melt-Textured High-T_c Superconductorsand thenimportance for Super-Magnet Applications

    • 著者名/発表者名
      M.Muralidhar, N.Sakai, M.Jirsa, M.Murakami & I.Hirabayashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Ceramic Technology

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Nanoscale Pinning Media in Bulk Melt-Textured High-T_c Superconductors andTheir Importance for Super-Magnet Applications2008

    • 著者名/発表者名
      M.Muralidhar
    • 学会等名
      32nd International Conference&Exposition on Advanced Ceramics&composites
    • 発表場所
      Daytona Beach, Florida, USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Current Progress in Ternary LREBa_2Cu_3O_y Materials and Their Applications2007

    • 著者名/発表者名
      M. Murailidhar
    • 学会等名
      6th International Workshop on Processing and Application of Superconducting(RE)BCO largegrain materials
    • 発表場所
      Cambridge, U.K
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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