人工欠陥導入鉄系超伝導薄膜線材は水素社会の創エネ・蓄エネに貢献するだろうか？

• 研究課題/領域番号: 26709076
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 成蹊大学
• 研究代表者: 三浦 正志 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (10402520)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 鉄系超伝導 / 磁束ピンニング点 / 人工欠陥 / ナノ粒子 / 鉄系超伝導体 / エネルギー高効率化 / 電子・電気材料 / ナノ材料 / 超伝導材料・素子 / 鉄系超伝導薄膜

研究成果の概要

本研究では、人工欠陥導入鉄系超伝導薄膜の液体水素応用に向け、人工欠陥導入鉄系超伝導薄膜の磁場中臨界電流密度(Jc)向上を目的として研究を行った。
密度・サイズ制御したナノ粒子を最適組成の鉄系超伝導薄膜中に導入した。その結果、過冷却液体水素で世界最高レベルの高い磁場中Jcを得ることに成功した(Nature Communications)。この要因を解明するために、量子化磁束の磁束クリープ(熱振動)へのBZOの影響を調べた。その結果、ナノ粒子導入線材は、永久電流モードで電磁石として使用可能なほど熱振動が小さいことを明らかにした(Nature Materials)。

研究成果

• [国際共同研究] 米国ロスアラモス国立研究所(米国)
• [国際共同研究] ロスアラモス国立研究所(米国)
• [雑誌論文] Universal lower limit on vortex creep in superconductors (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Eley, M. Miura, B. Maiorov and L. Civale
  • 雑誌名: Nature Materials 巻: 16 号: 4 ページ: 409-413
  • DOI: 10.1038/nmat4840
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of intermediate heating treatment on in-field Jc in BaZrO3 doped (Y0.77Gd0.23)Ba2Cu3Oy CCs by TFA-MOD (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Murakami, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi, K. Nakaoka, T. Izumi
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond. 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/tasc.2016.2635799
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Upward shift of the vortex solid phase in high-temperature-superconducting wires through high density nanoparticle addition (2016)
  • 著者名/発表者名: Masashi Miura et al.,
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 2499-2499
  • DOI: 10.1038/srep20436
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TFA-MOD法における本焼成時の昇温速度が(Y,Gd)Ba2Cu3Oy薄膜の結晶性及び超伝導特性に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤迪夫，丹羽信博，三浦 正志, 他2名,
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 51 ページ: 32-37
  • NAID: 130005147197
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] The angular dependence of irreversibility line in BaZrO3 nanoparticles doped BaFe2(As0.66P0.33)2 films (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Okubo, M. Sato, M. Miura, and K. Tanabe
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity 2016
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] The effect of intermediate heating treatment on in-field Jc in TFA-MOD BaZrO3 doped (Y0.77Gd0.23)Ba2Cu3Oy CCs (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Murakami, M. Sato, M. Miura, A. Ibi, K. Nakaoka, T. Izumi
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity 2016
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of BaZrO3 nanoparticle on critical current density in the longitudinal magnetic field in REBa2Cu3Oy wires by TFA-MOD (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kusama, M. Sato, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi, K. Nakaoka, T. Izumi
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity 2016
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] The influence of the grain-boundary angle on flux pinning properties in TFA-MOD (Y,Gd)BCO CCs (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Murakami, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi, K. Nakaoka, T. Izumi
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity 2016
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] The effect of oxygen annealing temperature on in-field Jc of TFA-MOD (Y,Gd)BCO CCs (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Agatsuma, M. Sato, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: International Symposium on Superconductivity 2016
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-12-13
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of the logitudinal magnetic field on critical current density in TFA-MOD (Y0.77Gd0.23)Ba2Cu3Oy+BaZrO3 wires (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Kusama, M. Sato, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: Conference on Coated Conductors for Applications 2016
  • 発表場所: Aspen, Colorado
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Enhanced in-field Jc in nanoparticle-doped (Y,Gd)BCO CCs by improved buffer layer (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Agatsuma, M. Sato, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: Conference on Coated Conductors for Applications 2016
  • 発表場所: Aspen, Colorado
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of intermediate heating treatment on in-field Jc in BaZrO3 doped (Y0.77Gd0.23)Ba2Cu3Oy by TFA-MOD (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Murakami, K. Sakuma, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: Conference on Coated Conductors for Applications 2016
  • 発表場所: Aspen, Colorado
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] The effect of the grain-boundary angle of buffer layer in (Y0.77Gd0.23)Ba2Cu3Oy CCs with BaZrO3 nanoparticle on in-field critical current density (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, K. Agatsuma, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2016
  • 発表場所: Denver, Colorado, U.S.A
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Superconducting properties in TFA-MOD (RE123/RE123+BaZrO3) multilayer wires (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kanai, M. Sato, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2016
  • 発表場所: Denver, Colorado, U.S.A
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of single-coating film thickness on in-field Jc in TFA-MOD BaZrO3 doped (Y0.77Gd0.23)Ba2Cu3Oy wires (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Murakami, M. Sato, M. Miura, A. Ibi ,K. Nakaoka and T. Izumi
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2016
  • 発表場所: Denver, Colorado, U.S.A
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Irreversibility line and upper critical fieldin BaZrO3 nanoparticles doped BaFe2(As0.66P0.33)2 films (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Okubo, M. Sato, M. Miura, and K. Tanabe
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2016
  • 発表場所: Denver, Colorado, U.S.A
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Optimizing the pinning landscape in Fe-based superconductors (2016)
  • 著者名/発表者名: . Eley, L. Civale, B. Maiorov and M. Miura
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2016
  • 発表場所: Aspen, Colorado
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Irreversibility line and upper critical field in BaZrO3 nanoparticles doped BaFe2(As0.66P0.33)2 films (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Okubo, M. Sato, M. Miura and K. Tanabe
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2016
  • 発表場所: Denver、 Colorado、USA
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Srongly enhanced in-field properties in REBCO and Ba122 films with nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Masashi Miura
  • 学会等名: Yonezawa Conference 2014-Superconducting Electronics, Materials and Physics
  • 発表場所: Yamagata University, Japan
  • 年月日: 2014-10-14 – 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Strongly enhanced critical current densities in BaFe2(As0.66P0.33)2 films with uniformly dispersed BaZrO3 nanoparticles (2014)
  • 著者名/発表者名: Masashi Miura
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2014
  • 発表場所: North Carolina, USA
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-14
• [学会発表] 高い磁場中Jc特性を示す人工欠陥導入BaFe2(As0.66P0.33)2薄膜 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦正志
  • 学会等名: 2014 年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 船堀、東京
  • 年月日: 2014-05-26 – 2014-05-28
• [図書] Springer (2015)
  • 著者名/発表者名: Masashi Miura
  • 総ページ数: 316
  • 出版者: Nanostructured Oxide Superconducting Films Prepared by Metal Organic Deposition
• [備考] Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/MasacMiura
• [備考] ２１世紀発明賞
  • URL: http://koueki.jiii.or.jp/hyosho/zenkoku/2016/zenkoku_jusho.html
• [備考] 成蹊大学理工学部電力エネルギー研究室(三浦正志研究室)
  • URL: http://www.sd.seikei.ac.jp/lab/per/
• [備考] 新聞掲載内容
  • URL: https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00384624
• [備考] 成蹊大学 理工学部 教員紹介 (三浦正志)
  • URL: http://www.seikei.ac.jp/university/rikou/teachers/index.html
• [備考] 成蹊大学 理工学部 電力・エネルギー研究室(三浦正志研究室)
  • URL: http://www.sd.seikei.ac.jp/lab/per/