2020 年度研究成果報告書

電着法によるカーボン系繊維の超伝導化の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04717
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関	国立研究開発法人物質・材料研究機構
研究代表者	竹屋浩幸国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主席研究員 (80197342)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	フラーレン / ナノファイバー / 超伝導 / アンモニア
研究成果の概要	我々は電着プロセス法を検討する過程で、アンモニア溶媒法によるアルカリ金属のインターカレーションの研究を行い、K及びRbについてフラーレンへのインターカレーションとPowder in Tube法を同時に行える方法を見出した。いろいろなシース管を試した中で、真鍮、モネル管が適していることが分かり、溝ロール－平ロールによる圧延手法を中心に線材の作製を行ってきた。世界で初めて実用化を目指したフラーレン線材の臨界電流密度Jcを測定し、Kドープ線材では5K, 0Tで300A/cm2の臨界電流密度という値を得た。フラーレン超伝導体ではこれまで応用研究が不足していたが、応用への端緒をつけることができた。
自由記述の分野	結晶化学　超伝導材料　磁気冷凍材料
研究成果の学術的意義や社会的意義	成果概要に記したように、アルカリ金属をドープしたフラーレンの金属シース線材をアンモニア溶媒を用いて、短時間で作製することができた。得られた線材についての超伝導転移温度、臨界電流密度の磁場依存性を評価することができた。フラーレン自体がファンデルワールス力で結合しているため、その超伝導は外部磁場に非常に弱い点をその応用の課題として評価することができた。フラーレン超伝導体は、これまで超伝導の基礎研究の対象としては興味深く、沢山の研究報告があるが、応用研究は見たことがない。今回、アンモニア溶媒法やＰＩＴ法を駆使して、応用への端緒をつけることができた。今後のさらなる応用研究がなされることが期待できる。