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Development of high field superconducting bulk magnet based on new iron-based superconductor

基于新型铁基超导体的高场超导块体磁体的研制

基本信息

批准号：
19F19354
负责人：
荻野拓
金额：
$ 1.41万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-10-11 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19354/
关键词：
超伝導磁性体臨界電流鉄系超伝導体バルク磁石

项目摘要

本研究では、新規鉄系超伝導体CaKFe4As4(CaK1144)を用いた革新的な超伝導バルク磁石の開発をめざした。CaK1144は、高い転移温度と、転移温度近くまで高い臨界電流密度を維持する優れた特性を有し、キャリアドープが不要で特性が均一、かつ多結晶体でも高い臨界電流密度が実現可能である。一方で合成条件が非常に狭く、特に超伝導線材化に必須なAgシース材等との反応で容易に分解することから、線材化のめどは立っていない。そこでシース材が不要、かつ均一性などの特徴を活かした応用として超伝導バルク磁石の開発を目指した。今年度は、前年度に確立したCaK1144バルク作製手法を元に、更なる高特性化に取り組んだ。CaK1144は超伝導転移温度(Tc)が一意に決まる物質と思われていたが、合成後の再焼成より変化することを見出した。アニール条件を最適化した結果、Tcは35K近くまで向上し、更に結晶中の特性が均質化し、超伝導転移がよりシャープになることが分かった。またこれによりTcだけでなく臨界電流特性(Jc)も向上することを見出した。そこで放電プラズマ焼結(SPS)法で作製したCaK1144バルクにアニールを適用することで、これまで鉄系超伝導体で報告されている多結晶バルクで最高レベルのJcを達成することに成功した。また昨年度見出したSn添加効果について、より詳細に条件を検討した。添加量、添加形態、熱処理条件等複数のパラメータをそれぞれ最適化することで、通常の焼結のみで3*10^4A/cm^2のJcを達成した。また多結晶CaK1144のトンネル電子顕微鏡(TEM)による微細組織観察を行い、CaK1144単結晶と同様に積層欠陥が存在すること、一方で厚みや密度などが異なることを明らかにした。これらの成果を国際学会招待講演や学術誌への発表により明らかにした。

In this study, a new iron-based superconductor CaKFe4As4 (CaK1144) was developed with a novel superconducting magnet. CaK1144 has excellent characteristics such as high transition temperature, near transition temperature, high critical current density, uniform characteristics, polycrystalline structure, and high critical current density. One side of the synthesis conditions are very narrow, special, ultra-conductive wire materials must be Ag, Si, Si The characteristics of the materials are not required, but the characteristics of the materials are uniform. This year, the previous year, the establishment of CaK1144, the system of the original, more highly characterized group CaK1144 has a transition temperature (Tc) that determines whether a substance is synthesized or re-synthesized. The optimum conditions are: Tc is 35K; the properties of the crystals are homogenized; the conductivity of the crystals is shifted; The critical current characteristic (Jc) of the transistor is higher than that of the transistor. The method of SPS was successfully used to manufacture CaK1144 alloy. Last year's report was submitted to the Board for consideration. The amount of additive, the form of additive, the heat treatment conditions, etc., are optimized to achieve a normal sintering temperature of 3* 10^4 A/cm^2. The microstructure of CaK1144 crystals was observed by electron microscope (TEM). The structure of CaK1144 crystals was observed by TEM. The structure of CaK1144 crystals was observed by TEM. The structure of CaK1144 crystals was observed by TEM. The results of the International Academy of Sciences are presented in the journal.

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

6.Synthetization of superconducting phase in Iron-Selenide by Spark Plasma Sintering for trapped field applications

6.利用火花等离子烧结在硒化铁中合成超导相，用于俘获场应用

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Quentin Nouailhetas;S. Pavan Kumar Naik;Michael R. Koblischka;Hiraku Ogino;Kevin Berger;Bruno DOUINE;Anjela Koblischka-veneva;Christian Motz
通讯作者：
Christian Motz

POLYCRYSTALLINE BULK BODY AND METHOD FOR PRODUCING SAME

多晶块体及其制造方法

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

多結晶バルク体、及びその製造方法

多晶块体及其制造方法

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

10.Synthesis of CaKFe4As4 bulk superconductors using spark plasma sintering technique

10.放电等离子烧结技术合成CaKFe4As4体超导体

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shigeyuki Ishida;S. Pavan Kumar Naik;Yoshinori Tsuchiya;Yasunori Mawatari;Yoshiyuki Yoshida;Akira Iyo;Hiroshi Eisaki;Yoshihisa Kamiya;Kenji Kawashima;Hiraku Ogino
通讯作者：
Hiraku Ogino

Superconducting properties of 1144-type iron pnictide superconductors

1144型铁磷族超导体的超导性能

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Ogino;S. Ishida;Sugali P.K.N.;Y. Kamiya;K. Kawashima;A. Iyo;H. Eisaki
通讯作者：
H. Eisaki

DOI：
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作者：
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作者：
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荻野拓其他文献

（トピックス研究発表（プレス発表））新酸化物イオン伝導体Ba7Nb4MoO20の発見とイオン伝導機構

（专题研究报告（新闻稿））新型氧化物离子导体Ba7Nb4MoO20的发现及离子传导机制

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
矢口寛;藤井孝太郎;丹羽栄貴;白岩大裕;日比野圭佑;荻野拓;辻本吉廣;八島正知;井上遼太，SON Hyoung-Won，鐘承超，川上望，倉持健太，古田真浩，曹碩;安井雄太，丹羽栄貴，松井将洋，藤井孝太郎，八島正知;Masatomo Yashima， Kotaro Fujii， Keisuke Hibino， Eiki Niwa， Masahiro Shiraiwa， Koichiro Fukuda， Susumu Nakayama， Nobuo Ishizawa， Takayasu Hanashima， Takashi Ohhara;Keisuke Hibino，Satoshi Kozakai，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Tatsumi Ishihara，Taner Akbay，James R. Hester，Yasuto Noda，Masatomo Yashima;Masahiro Shiraiwa，Yu Zhou，Mathew Niania，Stephen Skinner，Masatomo Yashima;Yuta Yasui，Eiki Niwa，Masahiro Matsui，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima;Wenrui Zhang，Masahiro Shiraiwa，Tingli Ma，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima;八島正知，藤井孝太郎，丹羽栄貴，陰山洋，鳥居周輝，米村雅雄，神山崇，大原高志;辻口峰史，藤井孝太郎，丹羽栄貴，James R. Hester，鳥居周輝，神山崇，齋藤圭汰，西岡駿太，前田和彦，八島正知;白岩大裕，城戸誉芳，藤井孝太郎，丹羽栄貴，八島正知，米村雅雄;日比野圭佑，小堺理史，丹羽栄貴，藤井孝太郎，石原達己，James R. Hester，八島正知;藤井孝太郎，八島正知;八島正知，辻口峰史，作田祐一，藤井孝太郎，丹羽栄貴，鳥居周輝，神山崇
通讯作者：
八島正知，辻口峰史，作田祐一，藤井孝太郎，丹羽栄貴，鳥居周輝，神山崇

"Optimization of Superconducting Properties of Bi-Based Cuprates by Control of Chemical C

“通过控制化学碳来优化铋基铜酸盐的超导性能

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
下山淳一;浅沼匠;谷本亮;荻野拓;堀井滋;岸尾光二;J. Shimoyama;J. Shimoyama
通讯作者：
J. Shimoyama

Diffusion coefficient of oxide-ion in BaNdInO4

BaNdInO4 中氧离子的扩散系数

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
矢口寛;藤井孝太郎;丹羽栄貴;白岩大裕;日比野圭佑;荻野拓;辻本吉廣;八島正知;井上遼太，SON Hyoung-Won，鐘承超，川上望，倉持健太，古田真浩，曹碩;安井雄太，丹羽栄貴，松井将洋，藤井孝太郎，八島正知;Masatomo Yashima， Kotaro Fujii， Keisuke Hibino， Eiki Niwa， Masahiro Shiraiwa， Koichiro Fukuda， Susumu Nakayama， Nobuo Ishizawa， Takayasu Hanashima， Takashi Ohhara;Keisuke Hibino，Satoshi Kozakai，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Tatsumi Ishihara，Taner Akbay，James R. Hester，Yasuto Noda，Masatomo Yashima;Masahiro Shiraiwa，Yu Zhou，Mathew Niania，Stephen Skinner，Masatomo Yashima
通讯作者：
Masahiro Shiraiwa，Yu Zhou，Mathew Niania，Stephen Skinner，Masatomo Yashima

Ba3MoNbO8.5における酸化物イオン拡散経路の可視化

Ba3MoNbO8.5 中氧化物离子扩散路径的可视化

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
矢口寛;藤井孝太郎;丹羽栄貴;白岩大裕;日比野圭佑;荻野拓;辻本吉廣;八島正知;井上遼太，SON Hyoung-Won，鐘承超，川上望，倉持健太，古田真浩，曹碩;安井雄太，丹羽栄貴，松井将洋，藤井孝太郎，八島正知;Masatomo Yashima， Kotaro Fujii， Keisuke Hibino， Eiki Niwa， Masahiro Shiraiwa， Koichiro Fukuda， Susumu Nakayama， Nobuo Ishizawa， Takayasu Hanashima， Takashi Ohhara;Keisuke Hibino，Satoshi Kozakai，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Tatsumi Ishihara，Taner Akbay，James R. Hester，Yasuto Noda，Masatomo Yashima;Masahiro Shiraiwa，Yu Zhou，Mathew Niania，Stephen Skinner，Masatomo Yashima;Yuta Yasui，Eiki Niwa，Masahiro Matsui，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima;Wenrui Zhang，Masahiro Shiraiwa，Tingli Ma，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima;八島正知，藤井孝太郎，丹羽栄貴，陰山洋，鳥居周輝，米村雅雄，神山崇，大原高志;辻口峰史，藤井孝太郎，丹羽栄貴，James R. Hester，鳥居周輝，神山崇，齋藤圭汰，西岡駿太，前田和彦，八島正知
通讯作者：
辻口峰史，藤井孝太郎，丹羽栄貴，James R. Hester，鳥居周輝，神山崇，齋藤圭汰，西岡駿太，前田和彦，八島正知

新規亜鉛酸硫化物のフラックス合成，構造，第二高調波特性

新型氧硫化锌的助熔剂合成、结构和二次谐波特性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
矢口寛;藤井孝太郎;丹羽栄貴;白岩大裕;日比野圭佑;荻野拓;辻本吉廣;八島正知;井上遼太，SON Hyoung-Won，鐘承超，川上望，倉持健太，古田真浩，曹碩;安井雄太，丹羽栄貴，松井将洋，藤井孝太郎，八島正知;Masatomo Yashima， Kotaro Fujii， Keisuke Hibino， Eiki Niwa， Masahiro Shiraiwa， Koichiro Fukuda， Susumu Nakayama， Nobuo Ishizawa， Takayasu Hanashima， Takashi Ohhara;Keisuke Hibino，Satoshi Kozakai，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Tatsumi Ishihara，Taner Akbay，James R. Hester，Yasuto Noda，Masatomo Yashima;Masahiro Shiraiwa，Yu Zhou，Mathew Niania，Stephen Skinner，Masatomo Yashima;Yuta Yasui，Eiki Niwa，Masahiro Matsui，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima;Wenrui Zhang，Masahiro Shiraiwa，Tingli Ma，Eiki Niwa，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima;八島正知，藤井孝太郎，丹羽栄貴，陰山洋，鳥居周輝，米村雅雄，神山崇，大原高志;辻口峰史，藤井孝太郎，丹羽栄貴，James R. Hester，鳥居周輝，神山崇，齋藤圭汰，西岡駿太，前田和彦，八島正知;白岩大裕，城戸誉芳，藤井孝太郎，丹羽栄貴，八島正知，米村雅雄;日比野圭佑，小堺理史，丹羽栄貴，藤井孝太郎，石原達己，James R. Hester，八島正知;藤井孝太郎，八島正知;八島正知，辻口峰史，作田祐一，藤井孝太郎，丹羽栄貴，鳥居周輝，神山崇;張文鋭，藤井孝太郎，丹羽栄貴，八島正知，神山崇，鳥居周輝，萩原雅人;安井雄太，丹羽栄貴，松井将洋，藤井孝太郎，八島正知;矢口寛，白岩大裕，城戸誉芳，藤井孝太郎，丹羽栄貴，八島正知;井上遼太，白岩大裕，藤井孝太郎，北川裕貴，淺見一喜，上田純平，田部勢津久;手島広明，藤井孝太郎，丹羽栄貴，八島正知;作田祐一，辻口峰史，藤井孝太郎，丹羽栄貴，八島正知，，鳥居周輝，神山崇;辻本吉廣，Juillerat Christian，Zhang Weiguo，藤井孝太郎，八島正知，P. Shiv Halashamani，zur Loye Hans-Conrad
通讯作者：
辻本吉廣，Juillerat Christian，Zhang Weiguo，藤井孝太郎，八島正知，P. Shiv Halashamani，zur Loye Hans-Conrad