重イオンビーム特有の材料設計による高機能高温超伝導薄膜の創製

使用重离子束专用材料设计创建高性能高温超导薄膜

• 批准号: 22K04207
• 负责人: 末吉 哲郎
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyushu Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04207/
• 关键词: 高温超伝導体; 臨界電流密度; 磁束ピンニング; イオン照射

本研究課題の目的は，高温超伝導体に対して試料作製過程と独立に照射欠陥の形状と密度を制御して臨界電流密度Jc特性への正味の影響を評価できる重イオンビーム固有の材料設計を利用して，c軸，ab面方向の磁場で異なる構造の量子化磁束に特化したピン止めを実現するピン止め構造の構築を図り，全磁場方向で現行のJc値の頭打ち（ex. 3 MA/cm2 @ 1 T）を解消する材料設計指針を示すことである．令和4年度では，高温超伝導薄膜のc軸方向の磁場でのピン止め点導入によるJc増加の頭打ちの要因を探るために，電子的阻止能の異なる重イオンビームを用いてイオンパスに沿った長さの異なる線状欠陥を導入することで，Jcを最大にするピン止め点の体積分率に対するピン止め点の形状の影響について調べた．ピン止め体積が大きく高いピン止め力を期待できる長い線状欠陥より，高密度の導入でもJcを増加できるピン止め体積の小さい短い形状の照射欠陥の方が，最大となるJc値が特に低温領域において大きい値を示すことが明らかになった．また，このJcが最大となる照射欠陥の体積分率を比較すると，照射欠陥の形状にほぼ依らず，約10vol.%になることがTEM観察から示唆された．以上の結果は，ピン止め点導入によるJcの増加を制限している要因は，ピン止め点の形状に寄らずに導入されたピン止め点のトータルの体積であることと，ただしJcの最大値は小さな形状のピン止め点を高密度に導入することが鍵であることを示唆しており，高温超伝導材料における現在のピン止め点導入によるJcの増加の頭打ちを解消する糸口になる可能性がある．

The purpose of this research is to evaluate the influence of the shape and density of the critical current density Jc characteristic on the positive taste of the sample preparation process and the independent irradiation of the high temperature superconducting conductor, and to make use of the inherent material design of the quantized magnetic beam structure in the c-axis and ab-plane magnetic field directions. 3 MA/cm2@1 T) In the fourth year of this year, the magnetic field of the high temperature superconducting thin film in the c-axis direction is introduced into the main cause of the increase of Jc, and the electron blocking energy is changed along the length of the linear gap. The maximum Jc value is especially high in the low temperature field, and the maximum Jc value is high in the low temperature field. The volume fraction of the maximum Jc is about 10 vol %, depending on the shape of the irradiation deficit. It's the first time I've seen you. The above results show that the increase of Jc is limited by the shape of Jc and the maximum value of Jc is small by the shape of Jc and the high density of Jc. High temperature superconducting materials have the possibility of increasing the initial temperature of the material.

项目成果

ハイエントロピー合金 (TaNb)0.7(ZrHfTi)0.3の磁場中超伝導特性

高熵合金(TaNb)0.7(ZrHfTi)0.3在磁场中的超导性能

• 发表时间: 2023
• 作者: 川崎佑太;西嵜照和;末吉哲郎;北川二郎;石津直樹;加藤勝;野島勉;淡路智;佐々木孝彦
• 通讯作者: 佐々木孝彦

高温超伝導薄膜中の形状の異なる柱状欠陥のピン止め特性

高温超导薄膜中不同形状柱状缺陷的钉扎特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 末吉哲郎;千星聡;尾崎壽紀;坂根仁;西嵜照和;石川法人
• 通讯作者: 石川法人

Effect of Defect Morphology on Flux Pinning Properties in Heavy Ion Irradiated REBCO Films

缺陷形态对重离子辐照 REBCO 薄膜中通量钉扎性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsuro Sueyoshi;Satoshi Semboshi;Toshinori Ozaki;Hitoshi Sakane;Terukazu Nishizaki;Norito Ishikawa
• 通讯作者: Norito Ishikawa

高圧ねじり加工したNb3Snバルク超伝導体の磁場中超伝導特性

高压扭曲Nb3Sn块体超导体在磁场中的超导性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 西嵜 照和;川崎 佑太;末吉 哲郎;天瀬 洸太;内藤 智之;唐 永鵬; 堀田 善治;淡路 智;野島 勉;佐々木 孝彦
• 通讯作者: 佐々木 孝彦