酸化物超伝導体の特性評価と高電流密度線材化の基礎研究

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酸化物超伝導体の特性評価と線材化に向けての研究成果をまとめる。(1)酸化物超伝導体の臨界電流密度をAC法(微小交流磁界重畳法)や交流帯磁率測定により定量的に評価した。特に、AC法ではバルク材における粒内と粒間の臨界電流密度を分離する方法を、磁束線の可逆運動が顕著な場合でも交流帯磁率の虚部_χ^<''>から臨界電流密度を評価する方法を示した。(2)燒結法で作製したY系バルク材における低い電流密度の原因が結晶粒間の弱結合であることを実験的に明らかにした。また、Y系バルク材に対してフッ素添加や溶融法によって結晶配向を揃え臨界電流特性の向上が実現できた。結晶配向が揃った領域の長さは数mmから数10mmと限られているが、1T程度の磁界中でも10^4A/cm^2以上の臨界電流密度が得られた。(3)Y系溶融試料における211相分散粒子による巨視的ピン止め力の理論的検討を行い、211相粒子の分散形態が異なる試料の臨界電流特性の実験結果を評価した。その結果、ピン止め力の温度依存性や分散粒子表面積依存性から50K以上の比較的高温領域では主なピンニング中心が211相分散粒子であることを明らかにした。一方、臨界電流密度の測定値が理論的予測値の約1/5程度であることから、結晶配向した領域でもクラックや小角結晶界面等の弱結合が存在することを示唆し、臨界電流密度の低下を議論した。さらに、磁束クリ-プによる臨界電流密度の緩和に伴う特性劣化を理論的に説明し、改善方法を示した。(4)酸化物超伝導体の線材化を目指して、常伝導金属との複合化における接触抵抗率が冷却安定性に及ぼす影響の定量化、Y系溶融試料における結晶配向領域を広域化するための反応条件の定量化、スピンコ-ト熱分解法によるBi系超伝導薄膜の特性改善、等の研究成果を得た。