| 研究課題/領域番号 |
21H01622
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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26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
内野 隆司 神戸大学, 理学研究科, 教授 (50273511)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
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| キーワード | 超伝導近接効果 / 放電プラズマ焼結 / フラクタル / ジョセフソン接合 / ナノ結晶 / 渦糸 / 超伝導 / 強磁性 / 複合材料 / 磁気構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，我々は，常伝導体内に超伝導微結晶をフラクタル的に分散させることで，超伝導微粒子間の階層的なジョセフソンカップリングにより，完全反磁性を示す超伝導複合体が得られることを報告した。そこで，本研究では，この超伝導ナノ複合体に強磁性結晶を希薄に分散させ，強磁性体と超伝導体が空間的に近接することなく共存させた超伝導/強磁性ナノ複合体の合成手法を開発する。さらに，同試料を用いて，これまで報告例のない自発渦糸相の直接観察を試みる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では, フラクタル構造を有するMg/MgO/MgB2超伝導ナノ複合体の超伝導特性の機構解明と特性向上を目指して一連の研究を行った。その結果, 放電プラズマ焼結時における焼結温度1100 ℃前後, 昇温速度400 K/min以上, 焼結圧力57 MPa以上の焼結条件で作製した試料が超伝導転移温度, 臨界電流密度, 磁束のピンニング力などのあらゆる点において最も優れた超伝導特性を示すことがわかった。高分解能STEM観察から, 最適条件で焼結したMg / MgO / MgB2ナノ複合体が原子レベルでクリーンなMgO / MgB2界面を有していることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子レベルでクリーンな界面を有するS/N/S接合は, 長距離に及ぶ近接効果や, 量子磁束の形成という観点から, 超伝導が寄与する新たな量子効果の発現の場として興味深い実験系を提供する。しかし, これまでの報告はTcが数K以下の金属を用いた薄膜に限られていた。本研究で用いた試料は，バルク状のMg / MgO / MgB2フラクタルナノ複合体であるため，バルク超伝導体の基礎的物性の測定が可能となる。本研究成果は，超伝導近接効果に関する新しい学術的知見を与えるだけでなく，次世代の超伝導デバイス創成に向けた基盤的知識を与えるものである。
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