| 研究実績の概要 |
本研究はBi系高温超伝導材料の臨界電流密度(Jc)および、その異方性(γ：磁場によるJcの低下)を改善し、Bi系高温超伝導材料の実用化を促進することを目的とする。具体的には以下の2点について検討を行う。
① Bi系高温超伝導材料中に構造歪を積極的に導入する。構造歪はバッファー層(SrO)にイオン半径の異なる元素(Ca, Mg)を置換して導入する。これにより磁束が安定して存在できる非／弱超伝導相が形成されJc性能(絶対値・異方性)の改善が期待される。
② 汎用型バルク敏感光電子分光を用いて元素置換により生じた超伝導体の電子状態・化学状態の変化を明らかにする。
また、研究対象には電気的特性が結晶粒界の影響を受けない完全針状結晶を採用する。
特に本年度はBi系超伝導材料におけるJc特性改善を行うため、Bi系超伝導材料におけるJc異方性の改善に取り組んだ。また、汎用型バルク敏感光電子分光を用いてMg添加により生じた超伝導体の電子状態・化学状態の変化を明らかにした。具体的には、Jc異方性の改善に効果的な3次元的な構造歪(ピンニングセンター)を導入するため、Bi系超伝導材料にMgを添加する手法を提案した。実験結果から、Bi系超伝導材料の表面にMg(5%)を400～500℃で熱拡散させると、Jc異方性のパラメータγが最高で1/7に改善されることが分かった。熱拡散温度やMg添加量等を更に最適化することでJc異方性が一層改善できるものと期待される。
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