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酸化物系材料を中心として薄膜結晶成長技術や新規ナノ制御技術を駆使した新規な薄膜成長プロセス、微細な組織を創生する組成や組織の制御、薄膜特有の結晶成長、膜積層技術などをナノ技術、界面制御技術などの観点から融合、技術構築を行ってきた。本年度は、ナノ陽イオン組成制御(Sm元素過剰相(T_c相)及びSmサイトEuおよびNd元素置換)、新規ナノロッド導入技術の構築を行い、超伝導や熱電変換分野で重要な磁束線やフォノンの制御を検討した。特に、ターゲット交換法を用いた新規ナノロッド導入技術の構築を図り、従来ナノロッド導入により低下していた臨界温度の低下を抑制することに成功し、世界最高レベルの磁場中臨界電流密度特性を確認した。さらに表面成長観察及び微細構造観察から、これまで報告されていないナノロッド導入高温超伝導薄膜の成長メカニズムの解明を検討してきた。
また、本研究テーマのエネルギー応用などへの展開を図るためには、超伝導分野応用の金属基板や熱電変換分野応用の多結晶基板などの基材上における界面制御技術などを構築する必要がある。そこで、イオンビームアシストデポジッション法(IBAD法)を用いることにより金属基板や多結晶基板などの基材上にイットリウム安定化ジルコニアなどの酸化物材料の結晶が面内配向化する技術構築した。さらに、材料探索およびプロセス・界面制御技術を検討し、高品質な新規薄膜結晶作製成長技術・自己成長材料技術の構築が図れた。
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