希土類系酸化物高温超伝導線材の臨界電流制因子の解明と高性能化

稀土氧化物高温超导线材关键限流因素阐明及性能改进

• 批准号: 12J03284
• 负责人: 塩原 敬
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J03284/
• 关键词: 臨界電流評価; SHPM; RtR-SHPM; Lift-off距離

本研究は、希土類系高温超伝導線材の実用化にとってニーズが高まってきている長尺線材の局所的不均一性の評価技術を確立すると共に、不均一性発生のメカニズムを解明し、高温超伝導線材の実用性能の向上する事にある。そこで、高感度な微小ホール素子を磁気センサとして使用し、高速走査することで定量的な2次元分布を非接触かつ高空間分解能で得られる走査型ホール素子顕微鏡(scanning Hall-probe microscopy;以降SHPM)を用いて、超伝導線材の臨界電流密度評価を行うことを目的とした。更に、超伝導線材をRtR形式の線材搬送機構を用いて、長手方向に搬送しながらホール素子を線材幅方向に対して高速往復走査を行う。しかし、長尺線材評価において、液体窒素中で浸漬冷却した線材を、長手方向に搬送させながらホール素子を幅方向に高速走査させるリール式走査型ホール素子顕微鏡(Reel-to-Reel Scanning Hall-Probe Microscopy:RtR-SHPM)を使用する場合、2次元臨界電流密度分布を磁場分布より得る際に必要な測定時のホール素子と線材表面間の距離(Lift-off距離)のドリフトや振動の影響を無視できない可能性がある。また、距離計でLift-off距離を評価、制御することも考えられるが、高速測定を実現するためには、距離計を用いずにLift-off距離を導出する手法が求められている。そこで本研究では、測定対象物の外部では電流が流れないという条件に着目し、距離計を用いずにLift-off距離を導出する手法を提案した。測定した磁界分布のみから、Lift-off距離を定量的に評価し、さらに電流分布の解像度を決めるCut-off波長の導出まで自動導出可能なプログラムを開発した。また、均一性の向上した長尺線材の局所不均一性評価を実現するため、超低雑音増幅器を導入によるRtR-SHPMの高感度化を実施した。以上の研究により、実用超伝導線材の局所特性評価手法として有望なRtR-SHPMの基盤技術を確立した。

这项研究旨在建立一项技术来评估长电线的局部不均匀性，这是越来越多地用于实用稀土高温超导电线的实际应用，并阐明了不均匀性的机制，并提高了高温超导电线的实际性能。因此，目的是使用扫描厅探针显微镜（SHPM）评估超导电线的临界电流密度，该扫描厅探针显微镜（SHPM）允许高速扫描能够获得无接触和高空间分辨率的定量二维分布。此外，使用RTR类型的电线材料输送机理在纵向方向上传达超导电线的同时，在电线宽度方向上进行高速往复式扫描。但是，当使用卷轴到卷曲扫描厅探针显微镜（RTR-shpm）时，将浸入液氮中的电线沿纵向方向运输，并在高速范围内沿宽度的宽度方向扫描霍尔元素，在距离的距离和距离之间的距离（升降距离较大的距离）之间的距离时，在距离的距离和振动之间，这是在台面之间的分布，并且在范围内的距离均取得了必不可少的元素。磁场分布可能不会被忽略。还可以使用测距仪评估和控制升降距离，但是为了实现高速测量，需要在不使用测距仪的情况下推导提升距离的方法。因此，在这项研究中，我们专注于没有电流在物体外面进行测量的条件，并提出了一种无需使用测距仪而导出升降距离的方法。我们已经开发了一个程序，该程序可以定量评估仅测量磁场分布的升降距离，并可以自动得出截止波长，这决定了电流分布的分辨率。此外，为了实现具有改善均匀性的长线杆的局部不均匀性评估，通过引入超低噪声放大器，RTR-SHPM高度敏感。通过上述研究，我们建立了RTR-SHPM的基本技术，这是评估实际超导电线的局部特征的有前途的方法。

项目成果

Functions of Scanning Hall-probe Microscopy on the Characterization of Local Properties in RE-123 rnatpd Conductors

扫描霍尔探针显微镜对 RE-123 rnatpd 导体局部特性表征的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: 塩原敬;等;塩原敬
• 通讯作者: 塩原敬