| 研究課題/領域番号 |
16K05460
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| 研究機関 | 九州産業大学 |
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研究代表者 |
西嵜 照和 九州産業大学, 理工学部, 准教授 (90261510)
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| 研究分担者 |
加藤 勝 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90204495)
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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 / 低温物性 / 物性実験 / ナノ構造 / 金属物性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，非周期ナノ構造を持つ超伝導体について，特異な超伝導物性とその機構を解明することを目的として，研究代表者による実験的研究と研究分担者による理論的研究を両者間で連携を取りながら実施している．平成29年度は以下の研究成果が得られた．
(1) 高圧ねじり(HPT)加工を用いて様々な超伝導体の作製を行った．HPT加工による超伝導試料の作製は平成28年度から継続的に行い，単体で第Ⅱ種超伝導を示すNbやVだけでなく，第Ⅰ種超伝導体であるTaにも着目して試料作製を行った．
(2) HPT加工を行ったTa(HPT-Ta)について，電気抵抗と磁化測定を行い，臨界温度Tcを調べた結果，HPT加工の初期段階ではTcは一度減少するが，更にHPT加工を続けるとTcが初期状態に向かって増加することが分かった．この結果は，加工によりTcが増加するHPT-NbやTcが単調に減少するHPT-Vの結果とは異なるため，各元素ごとにHPT加工の効果が異なることが分かった．
(3) HPT-Taの初期磁化特性の測定を行った．その結果，加工前の磁化曲線は第Ⅰ種超伝導体の特徴を示していたが，HPT加工により第Ⅱ種超伝導の特性に移り変わることが分かった．この結果は，第Ⅰ種超伝導体(Ta)がHPT加工で巨大ひずみを導入するだけで第Ⅱ種化することを示している．
(4) SQUID顕微鏡を用いてHPT-Taの局所磁気測定を行った結果，磁化特性の第Ⅱ種超伝導化に対応した渦糸構造の観測に成功した．次年度には更に詳しい実験を行うため，実験条件に付いて検討を行った．
(5) 微小超伝導体の超伝導転移温度の不純物による変化について，超伝導の微視的理論であるグリーン関数を用いたゴルコフ方程式に不純物散乱による散乱時間を取り入れて調べた．その結果，超伝導体中の不純物関するアンダーソンの定理の部分的な破れがあることを見出した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
(理由)
【研究実績の概要】欄の(1)，(2)，(5)はほぼ予定通り進捗している．これに加えて，同欄 (3)，(4)に示したように，巨大ひずみ加工によって第Ⅰ種超伝導体が第Ⅱ種超伝導体に変換できることが様々な実験結果によって明らかになりつつある．これまで，第1種超伝導体を第Ⅱ種超伝導体にするには他元素を添加するなど合金化が必要であったが，合金化によらず第Ⅱ種超伝導体が作製できるという新しい結果が得られているため「当初の計画以上に進展している」とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
基本的な研究計画に変更はないが，平成29年度に得られた新しい成果（【現在までの進捗状況】欄に記入）について，実験・理論の様々な観点から研究を進める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
【理由】平成28年度に購入した低温物性測定装置制御システムが当初の予定よりも低価格で購入できたため，平成28年度の予算を平成29年度の使用予算として繰り越した．平成29年度はほぼ当初の研究計画以上に予算を使用し，残額を平成30年度に必要になる消耗品と旅費をの使用を見越して繰り越しを行った．
【使用計画】平成30年度に行う実験で液体ヘリウムや金属材料の購入などが当初の予定以上に必要となるため，消耗品として使用する予定である．また，国際会議で招待講演を行うための旅費としても使用する予定である．
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