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2012 年度 研究成果報告書

ナノ積層薄膜法によるPbを含む高温超伝導相Bi‐2223薄膜の作製

研究課題

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研究課題/領域番号 22246079
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

北口 仁  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導線材ユニット, ユニット長 (60354304)

研究分担者 松本 明善  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導線材ユニット, 主任研究員 (50354303)
土井 俊哉  京都大学, エネルギー応用科学研究科, 教授 (30315395)
波多 聰  九州大学, 総合理工学研究科, 准教授 (60264107)
連携研究者 熊倉 浩明  独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導線材ユニット, 高温線材グループ (90354307)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード超伝導 / Bi,Pb-2223 / 薄膜 / 臨界電流密度 / スパッタ
研究概要

本研究は、ビスマス系超伝導体((Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox、以下Bi,Pb-2223と記す)について、そのポテンシャルを明示するために、Pbを含有した単一相の薄膜を作製することに挑戦を行ってきた。まず、Pbを含まないBi-2223相薄膜を、Bi-Sr-Ca-Cu-Oの単一焼結体をターゲットしてチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)基板にスパッタ法で成膜し、Pb蒸気圧の高い雰囲気中で熱処理することにより、Bi,Pb-2223相とする方法に取り組んだ。その結果、得られた薄膜に対して450℃酸素気流中で後熱処理を行い、酸素キャリアをオーバードープ状態にすることで、世界最高値(0.9x106 A/cm2、 77 K、自己磁場中)を有した薄膜を作製することに成功した。また、Bi2212+CaCuPbO→Bi2223の反応過程についても薄膜で初めて模擬することができた。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012 2010 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] DC マグネトロンスパッタリング法を用いた(Bi, Pb)2223 薄膜の作製2013

    • 著者名/発表者名
      吉村卓哉,土井俊哉, 和泉竹衛,尾崎匠,松本明善,北口仁,梶原貴人,嶋田雄介,波多聰,池田賢一,中島英治,白樂善則
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 48巻 ページ: 95-101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The microstructure and superconducting properties of Bi,Pb-2223 thin film fabricated by RF sputtering and annealing method2013

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, H. Kitaguchi, T. Doi, T. Kajihara, S. Hata
    • 雑誌名

      IEEE Trans

      巻: Vol.23

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Bi,Pb-2223 and microstructural evolution in Pb-Ca-Cu deposited Bi-2212(001) single crystal by heat treatment2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kajihara, Y. Shimadaa, S. Hata, K. Ikeda, H. Nakashima, A. Matsumoto, T. Mochiku, H. Kitaguchi, T. Doi
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: Vol.45 ページ: 69-72

    • 査読あり
  • [学会発表] Microstructural improvement in (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+δ thin film by annealing2012

    • 著者名/発表者名
      1.T. Kajihara, Y. Shimadaa, S. Hata, K. Ikeda, H. Nakashima, A. Matsumoto, T. Mochiku, H. Kitaguchi, T. Doi
    • 学会等名
      国際低温工学・低温材料会議 (ICEC'24-ICMC2012)
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120514-18
  • [学会発表] High Tc and Jc of Bi,Pb-2223 thin film fabricated by sputtering method2012

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto, H. Kitaguchi, T. Doi, T. Kajihara, S. Hata
    • 学会等名
      米国材料学会 (Materials Research Society)
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      20120409-13
  • [学会発表] DCマグネトロンスパッタリング法を用いたBi2Sr2Ca2Cu3O10薄膜の作製2010

    • 著者名/発表者名
      吉村卓哉、土井俊哉、和泉竹衛、白樂善則、松本明善、北口仁
    • 学会等名
      2010年秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20101201-03
  • [備考]

    • URL

      http://www.nims.go.jp/group/g_high-tc-superconductors/index.html

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公開日: 2014-08-29  

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