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2007 年度 実績報告書

低成長温度・無毒性 エレクトロニクス用高温超伝導薄膜材料の創成

研究課題

研究課題/領域番号 18560310
研究機関鹿児島大学

研究代表者

寺田 教男  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20322323)

研究分担者 奥田 哲治  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (20347082)
小原 幸三  鹿児島大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10094129)
キーワード超伝導材料・素子 / 量子エレクトロニクス / 薄膜 / 表面・界面物性
研究概要

本研究の中核的課題であるパルスレーザーアブレーション法により低温成長(〜500℃)した(Cu,C)-Ba-O系高温超伝導膜の特性改善に向けて1)in-situ電気伝導度測定による超伝導臨界温度T_cと常伝導伝導率σの関連及び臨界電流密度の決定、2)膜/基板界面歪みの効果を調べた。
1)では、(Cu,C)-1201相薄膜のT_cが常伝導状態の伝導度σ及びその温度係数の絶対値と正相関に有ること、σ>500S/cm以上のときに良好な超伝導特性が得られることが確認された。T_c>40Kの試料は(T/T_c)<0.7,自己磁場化で10^6A/cm^2以上の高い臨界電流密度を持つことが見出され、(Cu,C)-Ba-O系が優れた低成長温度・超電導薄膜材料であることが明らかとなった。2)では、SrTiO3基板と(Cu,C)-1201相の中間的格子定数を持つSrCuO_2バッファ層上に1201相膜が原子オーダーの平坦性をもってエピタキシャル成長すること、SrCuO_2層の厚さにより1201相膜のa軸長を変調可能であることが見出された。SrCuO_2層厚を最適化したところ、T_<c-onse1>が挿入無しの状態の約60Kから70K以上に上昇することが見出された。この値はCuO_2面1層系として高い部類に属している。
これらの結果は、研究実施者らが発見した(Cu,C)-1201薄膜が500℃程度の低温成長であるにもかかわらず、高成長温度が必要な系と同等の輸送特性を有する優れた薄膜材料であることを実証するものであり、低成長温度・エレクトロニクス用超伝導薄膜材料の創成という本研究の目的は達成されたものと考える。また、バッファ層挿入により得られた超伝導特性の改善は多層人工格子化によるCuO2面への歪み・キャリア選択的注入の制御の有効性を示唆するものであり、一層の特性向上のための足掛りが得られたと言える。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (10件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Vortex Molecules and i-soliton Studies in Multilayer Cuprate Superconductors2008

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada
    • 雑誌名

      J. Physics 97

      ページ: 012212-1-012212-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion from transparent antiferromagnet KNiF3 to transparent ferrimagnets2008

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Kozo Obara
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

      ページ: 042501-1-042501-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of Band Alignment at the Interface between CBD-CdS and CIGS Grown by H20-introduced co-evaporation2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 雑誌名

      Materials Research Society 1012

      ページ: 277-282

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ Characterization of As-grown Surface of CIGS Films2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda, Kozo Obara
    • 雑誌名

      Materials Research Society 1012

      ページ: 89-94

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deposition of superconducting (Cu, C)-Ba-O films by pulsed laser deposition at moderate temperature2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Kozo Obara
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology 20

      ページ: S461-S466

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of electronic structure of superconducting (Cu, C)-Ba-O ffilms by in-situ photoemission spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology 20

      ページ: S455-S460

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed laser deposition synthesis of superconducting (Cu, C)-Ba-O thin films2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda, Kozo Obara
    • 雑誌名

      Proc.9th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes

      ページ: 265-268

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of Band Alignment at CBD-CdS/Cu(In1-xGax)Se2(x=0.2〜1.0) Interfaces bu Photoemision and Inverse Photoemission Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda,
    • 雑誌名

      Materials Research Society 1012

      ページ: 145-150

    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY OF BAND ALIGNMENT AT CBD-Zn(S, O, OH)/CIGS INTERFACE BY PES/IPES2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda, Kozo Obara
    • 雑誌名

      Technical Digest of the International PVSEC-17

      ページ: 205-208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CHARACTERIZATION OF ELECTRONIC STRUCTURE OF GRAIN BOUNDARY IN CBD-CdS/CIGS BY UHV-KPFM2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 雑誌名

      Technical Digest of the International PVSEC-17

      ページ: 217-218

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ワイドギャップCIGS太陽電池の高効率化技術2007

    • 著者名/発表者名
      寺田教男
    • 雑誌名

      太陽エネルギー 33

      ページ: 11-16

    • 査読あり
  • [学会発表] CHARACTERIZATION OF ELECTRONIC STRUCTURE OF GRAIN BOUNDARY IN CBD-CdS/CIGS BY UHV-KPFM2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 学会等名
      17th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20071200
  • [学会発表] STUDY OF BAND ALIGNMENT AT CBD-Zn (S,O,OH)/CIGS INTER FACE BY PES/IPES2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda, Kozo Obara
    • 学会等名
      17th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20071200
  • [学会発表] Vortex Molecule and i-soliton Studies in Multilayer Cuprate Superconductors2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada
    • 学会等名
      8th European Conference on Applied Superconductivity
    • 発表場所
      Brussels,ベルギー
    • 年月日
      20070900
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Synthesis of superconducting (Cu, C)-Ba-O films by pulsed laser deposition (Key parameters for low temperature synthesis)2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Kozo Obara
    • 学会等名
      11th International Superconductive Electronics Conference
    • 発表場所
      Washington DC,アメリカ合衆国
    • 年月日
      20070600
  • [学会発表] Characterization of electronic structure of superconducting (Cu, C)-Ba-O films by in-situ photoemission spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 学会等名
      11th International Superconductive Electronics Conference
    • 発表場所
      Washington DC,アメリカ合衆国
    • 年月日
      20070600
  • [学会発表] Pulsed laser deposition synthesis of superconducting (Cu, C) -Ba-O thin films2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda, Kozo Obara
    • 学会等名
      9th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      20070600
  • [学会発表] Studies on Vortex Molecule in Multilayer Cuprate Superconductors: A Way Towards i-soliton2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada
    • 学会等名
      CERC2007
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20070500
  • [学会発表] Study of Band Alignment at the Interface between CBD-CdS and CIGS Grown by H20-introduced co-evaporation2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 学会等名
      2007 Spring Meeting Materials Research Society
    • 発表場所
      San Francisco,アメリカ合衆国
    • 年月日
      20070400
  • [学会発表] In-situ Characterization of As-grown Surface of GIGS Films2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda, Kozo Obara
    • 学会等名
      2007 Spring Meeting Materials Research Society
    • 発表場所
      San Francisco,アメリカ合衆国
    • 年月日
      20070400
  • [学会発表] Study of Band Alignment at CBD-CdS/Cu(In1-xGax)Se2(x=0.2〜1.0) Interfaces by Photoemission and Inverse Photoemission Spectroscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Norio Terada, Tetsuji Okuda
    • 学会等名
      2007 Spring Meeting Materials Research Society
    • 発表場所
      San Francisco,アメリカ合衆国
    • 年月日
      20070400
  • [図書] 化合物薄膜太陽電池の最新技術(Recent Development of Thin Film Compound Semiconductor Photovoltaic Cells)2007

    • 著者名/発表者名
      寺田教男, 他(和田隆博 監修)
    • 総ページ数
      129-141
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [産業財産権] 成分簡易操作ソリトンの制御方法及び成分間位相差ソリトン回路装置2008

    • 発明者名
      田中康資、寺田教男, 他
    • 権利者名
      産業技術総合研究所、鹿児島大学、東京理科大学
    • 産業財産権番号
      特願2008-04965
    • 出願年月日
      2008-02-29
  • [産業財産権] トポロジカルソリトンの模型2007

    • 発明者名
      田中康資、寺田教男, 他
    • 権利者名
      産業技術総合研究所、鹿児島大学、東京理科大学
    • 産業財産権番号
      特願2007-188766
    • 出願年月日
      2007-07-19

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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