| 研究課題/領域番号 |
16H04338
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
竹下 直 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ付 (60292760)
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| 研究分担者 |
黒木 和彦 大阪大学, 理学研究科, 教授 (10242091)
伊豫 彰 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (50356523)
山本 文子 芝浦工業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50398898)
美藤 正樹 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60315108)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 超伝導 / 高圧力 / 銅酸化物 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、Cu,C系の銅酸化物の圧力相図を構築することに努めた。また、チップインダクタ部品を用いることで、高圧力下における磁気的測定を簡易に行うための準備作業を進めた。キュービックアンビルを用いる以外に、低圧力の領域において有用なピストンシリンダー型高圧装置を加圧するために、電動式のプレス機を試作した。
Cu,C系の試料ではCuO2面の数、ドーピングレベルの差に応じた圧力下Tc相図をほぼ完成することができた。簡単に言うと、オーバードープ領域の試料に関しては、あきらかに圧力下における超伝導転移温度の上昇が抑制される傾向がある。場合によっては、加圧により超伝導転移温度が減少する現象が確認できた。CuO2面の数による変化については、Hg系と似ており、枚数が多くなるほど、より低い圧力から超伝導転移温度の上昇が抑制されてくる傾向がある。結果的にCu,C系の試料では、Hg系と同様にCuO2面が2枚、3枚の試料で、最適ドープよりも少しだけ少ないアンダードープの試料において、大きい圧力変化が見られ、かつ、最大Tcに到達する圧力値も高くなるという傾向が確認できたと考えられる。これは来年度に論文として発表する。
圧力下の実験に用いる試料の作成に関しては、伊豫、山本らが順調に作業を進めた。諸事情により、今年度あまり実験をすることができなかったため、これらの試料は来年度に圧力下の評価を順次進めていくことになる。また結果を理論的な側面から解釈していく。
圧力下の実験手法の開発として、チップインダクタによる磁気的測定の開発も行った。これもさらに進展させて実際の測定に役立てたい。低圧力下での実験に用いるためのピストンシリンダー型高圧装置を加圧するための電動式プレス装置の試作を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
予期しえぬ大きな研究環境の変化（研究代表者の事務部門への一年間の出向）があったため、研究代表者の進捗は大幅に影響をうけ遅れることとなった。この間も実験等は行っているが、進行ペースは大幅に計画に対して遅れることになった。
一方で、伊豫、山本らによる試料作成は順調に進んだ。これらの試料に対する圧力下の評価を今後進めていかねばならない。これらの結果に対して理論的な解釈を加えるまでの進展が残念ながら現時点では得られているとは言い難い。
実験技術の開発も並行して行った。一つはチップインダクタの利用による、圧力下の磁気的測定手法の開発である。これらは比較的順調に進めることができた。次年度には実際の超伝導転移観測に利用することを考えたい。もう一つ、ピストンシリンダー装置に主に用いる電動型のプレス装置の試作を行った。最大荷重は10トンまで可能な設計になっている。これも無事に動作することを確認できた。今後、制御装置を組み合わせることで、自由に圧力設定のできるプレスとして利用できると期待している。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は、Tl系、Bi系、等の物質群や、現在新たに得られてきているこれまでよりも格子定数が大きい特徴を持つ物質群に対する実験を進め、銅酸化物高温超伝導体の格子定数による超伝導転移温度の変化に関する知見をさらに得ることを目標とする。
昨年度に作成完了している試料に関する圧力下の超伝導相図作成をスピードアップして進めていく。これらによって、当初目標としていた、銅酸化物高温超伝導体の主な物質群に対する詳細な超伝導圧力相図をほぼ完成することができる。
この結果に対して理論的な解釈を行い、格子定数、圧力、に対する超伝導転移温度の変化に対する裏付けを行い、より高い転移温度を持つ物質の提案を行えることを目指したい。
実験技術では、マイスナー効果を圧力下でより簡易に実施できるチップインダクタの利用法を確立させたい。電動プレスに関しては、現在の手動制御に加えて、より高度なプログラム制御を行える機構を組み合わせ、MPMS中のピストンシリンダーセルを代表とする低圧力下のTc変化を評価する実験技術を進展させる。
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