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 conductivity conductive materials have electrical resistance below the conductivity transition temperature Tc, critical current density Jc, electrical resistance and current flow. It is possible to realize low-carbon society by using machines and materials with superconductivity. Superconducting materials are used in many applications and in many machines. Superconducting materials are used in many applications in magnetic fields. Superconducting materials are used in many applications in magnetic fields. The quantum magnetic beam intrudes into the conductor and the conductor is always conductive (precipitate). In recent years, the formation of magnetic beam stop points has been studied in the field of magnetic beam radiation with high energy density of several hundred MeV or more. The system is in full swing. The characteristics of the superconducting material are improved, and the irradiation conditions are systematically changed. The irradiation conditions are necessary for the formation of crystalline defects, the density of the superconducting material, and the influence of the irradiation conditions on the properties of the superconducting material. In this study, the relationship between the formation of crystalline defects and the formation of superconducting films with low temperature and high conductivity was investigated. In 2022, the influence of irradiation on the conductivity of FeSe0.5Te0.5(FST) thin films was investigated. The relationship between the specific radiation and the 190 keV radiation exposure and the formation of the superconductivity is clearly defined.

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