Development of next-generation high-performance superconducting wires utilizing the defect control produced by ion irradiation

利用离子辐照产生的缺陷控制开发下一代高性能超导线材

• 批准号: 22H02020
• 负责人: 尾崎 壽紀
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02020/
• 关键词: 超伝導薄膜; イオン照射; 結晶欠陥; 臨界電流特性; ナノ構造; エネルギー機能材料

高効率エネルギー材料である超伝導体は超伝導転移温度Tc以下で電気抵抗がゼロになり、臨界電流密度Jcまで電気抵抗ゼロで電流を流すことができる。そのため、超伝導材料を用いたさまざまな応用機器によって低炭素社会実現が可能となる。超伝導材料を用いたこれらの応用機器の多くは、磁場中で超伝導を利用するため、磁場環境下でより多くの(ゼロ抵抗)電流を流さなくてはならない。そのためには、超伝導体内に侵入した量子化磁束線を超伝導体内の常伝導部分(析出物など)で「ピン止め」する必要がある。これまで、イオン照射による磁束ピン止め点の形成には、数百MeV以上の高エネルギー重イオン照射を用いた研究が数多く行われてきたが、近年、数MeV以下の比較的低いエネルギーでのイオン照射においても、磁場中超伝導特性を向上させるのに有効であることがわかってきた。しかしながら、系統的な実験が行われていない。超伝導材料の更なる特性向上のためには、イオン照射条件を系統的に変化させることで、照射条件によって形成される結晶欠陥や密度の違いが超伝導特性に及ぼす影響を明らかにする必要がある。そこで、本研究では、低エネルギーイオン照射によって形成されるナノ結晶欠陥と超伝導特性との関係を明らかにし、照射欠陥や応力歪の導入、また熱処理などによりナノ結晶欠陥制御を行うことで、次世代高特性超伝導薄膜を創製することを目的とする。2022年度は、低エネルギーイオン照射によるFeSe0.5Te0.5(FST)薄膜の超伝導特性の向上を目指して、照射条件の違いによって薄膜中に形成される照射欠陥が超伝導特性に及ぼす影響を調べた。具体的には、プロトンを190 keVで様々な照射量で照射することで、低エネルギープロトン照射と超伝導特性および形成される欠陥の関係を明らかにした。

High rate of unseen エ ネ ル ギ ー material で あ る 伝 conductor は ultra 伝 guide planning move under temperature of Tc 気 で electricity resistance が ゼ ロ に な り, critical current density Jc ま で electric 気 resistance ゼ ロ で す を flow current こ と が で き る. Youdaoplaceholder0 ため, super伝 conductive materials を use たさまざまな応 たさまざまな応 use machines によって the reality of a low-carbon society が possibility となる. Super 伝 を guide material with い た こ れ ら の 応 の with machines more く は, magnetic field で 伝 guide を using す る た め, magnetic field environment で よ り more く の (ゼ ロ resistance) electric current to flow を さ な く て は な ら な い. そ の た め に は, super 伝 conductors に intrusion し た quantization within the magnetic conductor cable を super 伝 の often 伝 guide part (precipitates な ど) で "ピ ン め" す る necessary が あ る. こ れ ま で, イ オ ン irradiation に よ る magnetic beam ピ ン check め point の に は, high more than hundreds of MeV の エ ネ ル ギ ー heavy イ オ を ン irradiation with い た research が line number く わ れ て き た が, in recent years, several MeV の comparison under low い エ ネ ル ギ ー で の イ オ ン irradiation に お い て も, magnetic field CSL 伝 guide features を upward さ せ る の に have sharper で あ る こ と Youdaoplaceholder0 って た た た. <s:1> ながら, な practical experience of the system が line of practice われて な な な. Super 伝 guide material の more な る features up の た め に は, イ オ ン exposure condition に を system - the さ せ る こ と で, irradiation condition に よ っ て form さ れ る crystallization owe 陥 や density の violations い が super 伝 guide features に and ぼ す influence を Ming ら か に す る necessary が あ る. そ こ で, this study で は, low エ ネ ル ギ ー イ オ ン irradiation に よ っ て form さ れ る ナ ノ crystallization owe 陥 と super 伝 guide features と の masato を and Ming ら か に し, illuminate owe 陥 や 応 force slanting の import, ま た hot 処 Richard な ど に よ り ナ ノ crystallization owe 陥 suppression を line う こ と で, next generation high features super 伝 guide film を created す る こ と を purpose と す る. 2022 は, low エ ネ ル ギ ー イ オ ン irradiation に よ る FeSe0.5 Te0.5 (FST) thin film の 伝 guide features の upward を refers し て, irradiation condition の violations い に よ っ て に in thin film form さ れ る irradiation owe 陥 が super 伝 guide features に and ぼ す influence を adjustable べ た. Specific に は, プ ロ ト ン を 190 keV で others 々 な exposure で irradiation す る こ と で, low エ ネ ル ギ ー プ ロ ト ン irradiation と super 伝 guide features お よ び form さ れ る owe 陥 の masato を and Ming ら か に し た.

项目成果

FeSe0.5Te0.5超伝導薄膜への190keVプロトン照射効果

190keV质子辐照对FeSe0.5Te0.5超导薄膜的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 山下 朔;柏原 卓弥;掛谷 一弘;岡崎 宏之;越川 博;山本 春也;八巻 徹也;尾崎 壽紀
• 通讯作者: 尾崎 壽紀

酸素アニールがAuイオン照射GdBa2Cu3Oy線材の超伝導特性に与える影響

氧退火对Au离子辐照GdBa2Cu3Oy线材超导性能的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 尾崎 壽紀，岡崎 宏之，越川 博;山本 春也，八巻 徹也，末吉 哲郎，坂根 仁
• 通讯作者: 山本 春也，八巻 徹也，末吉 哲郎，坂根 仁

190keVプロトン照射が鉄カルコゲナイドFeSe0.5Te0.5薄膜の超伝導特性に与える影響

190keV质子辐照对铁硫族化物FeSe0.5Te0.5薄膜超导性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 山下 朔;柏原 卓弥;掛谷 一弘;岡崎 宏之;越川 博;山本 春也;八巻 徹也;尾崎 壽紀
• 通讯作者: 尾崎 壽紀