研究課題
RE系高温超伝導薄膜内に常伝導物質(人工ピンニングセンター、APC)を添加することで、磁場中超伝導特性の向上が数多く報告されている。電流と磁場が並行である縦磁場においてもそれは同様であり、これまでに規則的な多層構造によるAPC導入が縦磁場効果による大幅な電流容量増大を報告してきた。特に、ランダムパーティクル状のAPC導入の検討、縦磁場中特性の理論的理解と決定機構の考察、さらに金属基板上での縦磁場効果実証と電力ケーブルへの応用を中心に研究を遂行してきた。ランダムパーティクル状のAPC導入の検討では、これまではAPC添加層と無添加層を規則的に積層した薄膜構造を中心に縦磁場効果の評価を行ってきた。これはAPC添加層による磁束のピン止めと、無添加層に外部磁場と並行な電流が流れることが縦磁場効果に対して有効であると推察したためである。その比較として、薄膜内に比較的ランダムにAPCを導入した場合の縦磁場中特性を評価することで、より有効な薄膜構造を提案することに応用できる。しかし、いずれの試料においても縦磁場効果による臨界電流密度(Jc)の大幅増加は観察できなかったため、磁束のピン止めが十分であっても、積層構造のように電流が磁場に対して並行に流れられる層の存在が重要であると考えられる。さらに、縦磁場効果の報告は主にセラミックスなどの単結晶基板上での超伝導薄膜などの研究であったが、応用に向けて曲折可能な金属基板上での実証が必要である。その結果、大幅なJc増加が観察できたBaHfO3(BHO)添加Sm123積層薄膜を様々な条件で作製、評価し、大幅なJc増加を金属基板上でも再現することができた。現状で自己磁場に対して最大で10%以上のJc増加が観察でき、ナノ組織制御による縦磁界効果を用いた長尺超伝導導体などに向けて基礎実験が確認された。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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