| 研究課題/領域番号 |
20H02682
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
一野 祐亮 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90377812)
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| 研究分担者 |
吉田 隆 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20314049)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 機能性酸化物 / 超伝導 / エピタキシャル薄膜 / ナノ組織制御 / ヒエラルキカル物質科学 / YBCO超伝導体 / フレキシブル / 水溶性中間層 / エピタキシャル成長 / YbBCO薄膜 / 水溶性基板 / 酸化物超伝導 / 薄膜 / エピタキシャル / 自立薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超伝導や熱電変換などの機能性酸化物は、従来物材料をしのぐ機能性を持っているが、結晶構造に起因した機能性の物理的異方性を持っているため、結晶方位を揃えなければ十分な性能を発揮することが出来ない。一方、ナノ構造制御によってその機能性が大幅に向上する。しかし、様々な応用に対しては十分な体積が求められている。本課題では、ナノ階層、マイクロ階層とヒエラルキカルに分離し、薄膜技術を用いたナノ組織制御、結晶成長技術を用いた厚膜、フリースタンディング膜の積層による高体積率化などの技術を開発し、融合させることで応用指向の高機能性酸化物材料を創製するヒエラルキカル物質科学を拓く。
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| 研究実績の概要 |
昨年度は水溶性のNaCl単結晶基板上に、REBCO超伝導薄膜の中でも比較的低い温度でエピ成長が得られるYbBCO薄膜の成膜を行ったが、エピ成長は得られなかった。また、MgB2超伝導体も成膜したが、結晶成長が見られなかった。
今年度は、SrTiO3単結晶基板上に水溶性の中間層Ba3Al2O6 (BAO)のエピ膜を作製し、その上にYBCO膜をエピ成長させることを目的とした。その結果、BAOのエピ膜が成長する条件を明らかになった。また、BAOエピ膜の水溶条件も明らかにした。BAOエピ膜上にYBCOエピ膜の成膜を試みたところ、エピ成長は得られたが上記水溶条件ではYBCO膜を剥離することができなかった。一方で、YBCOがエピ成長していない条件では剥離することができた。
この原因としては不明であるが次のことが考えられる。(i) YBCOとBAOが界面で反応し、非水溶性層が生成した、(ii) YBCOのエピ成長条件にさらされるとBAOが水溶性を失う。これらを検証することが必要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
YBCO膜の剥離はできたものの、YBCOエピ膜での剥離は成功していないため。
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| 今後の研究の推進方策 |
上述した考えられ得る原因を検証するために、YBCOとBAOの間に、基板材料でもあるSrTiO3(STO)層を挟むことでYBCO/BAO間の反応を抑えることを試みる。また、STOよりも比較的低温でエピ成長する導電性酸化物などもYBCO/BAO間に挟み、エピ成長、剥離特性などを評価する。
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