| 研究課題/領域番号 |
11F01375
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 教授
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| 研究分担者 |
ZHAO Pei 東北大学, 金属材料研究所, 外国人特別研究員
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| キーワード | CVD / 高温超電導酸化物 / プラズマプロセス / 厚膜 / 電気伝導特性 |
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| 研究概要 |
本年度は、レーザープラズマハイブリッドCVD装置およびその原料供給系を開発し、高温酸化物超電導体Yba_2Cu_3O_<7-δ>およびCeO_2バッファ層の高効率合成プロセスを開発することを目的とした。特に、高効率のYba_2Cu_3O_<7-δ>合成プロセスを確立するためには、Y、Ba、Cuの各有機金属原料を有機溶媒と混合した原料を用いることが有効であるが、このような原料供給手法は確立されていない。そこで、まず液体原料搬送用の無脈動ポンプを備えた原料供給系および原料の噴霧・気化器を開発する。
原料供給系および原料の噴霧・気化器を開発し、液体原料を用いたレーザーCVD法によりCeO_2膜およびYBa_2Cu_3O_<7-δ>膜を合成した。CeO_2膜は、a軸方向に配向成長した。YBa_2Cu_3O_<7-δ>膜は、c軸方向に配向成長した。YBa_2Cu_3O_<7-δ>は、ab面内に超電導電流が流れることから、優れた超電導特性を得るためには配向成長方向をc軸に制御する必要がある。レーザーCVD法で合成したc軸配向YBa_2Cu_3O_<7-δ>膜の超電導臨界温度は90Kであり、YBa_2Cu_3O_<7-δ>の一般的な臨界温度と同等であった。一方、YBa_2Cu_3O_<7-δ>膜はやや化学量論組成からのずれが認められたものの、超電導臨界電流密度は0.5MA/cm^2に達した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
液体原料供給装置を新規に開発し、レーザーCVD法を用いてYBa_2Cu_3O_<7-δ>膜を合成した。現在、Yba_2Cu_3O_<7-δ>のc軸配向成長を達成しており、超電導臨界温度は90K、超電導臨界電流密度は0.5MA/cm^2を達成している。一方、開発した装置を用いてa軸配向CeO_2膜の合成にも成功している。今後、成膜条件をさらに最適化することによって、より高い超電導特性を示すYba_2Cu_3O_<7-δ>膜および超電導層合成に最適なCeO_2バッファ層の合成が期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
より優れた超電導特性を示すYba_2Cu_3O_<7-δ>膜を合成するためには、配向制御に加えて、微細構造制御や組成制御が重要になってくる。CVD法では、合成条件によって微細構造制御が可能であるため合成条件の最適化を行う。一方、組成についても、気化器の細やかな改良や仕込組成原料の改善によって制御が可能である。これらの知見をもとに、レーザープラズマハイブリッドCVDを用いた高温酸化物超電導膜の連続合成プロセスを開発する計画である。
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