2012年研究カタログ
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■ 研究担当:小木曽久人/松井浩明 ■ 先進製造プロセス研究部門 集積積加工研究グループ、機能薄膜プロセス研究グループ■ 連携担当:市川直樹 MeVイオン照射による超伝導薄膜の臨界電流密度Jcの向上研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●超伝導薄膜にイオンビームによる後処理で臨界電流密度(Jc)を向上 ●イオンビーム利用した従来方法より、1/100以下のエネルギーのイオンで実現 ●処理時間が短い(数秒以下)ので、Roll to Rollで大面積処理が可能 磁場中の超伝導材料に電流を流すと、磁束がローレンツ力によって動かされ、それに伴って発生する逆起電力による電気抵抗が発生するので、超伝導状態ではなくなってしまいます。そこで、イオンビームによって適度に欠陥を導入し、磁場をピン留めのように固定する場所をつくることで、より多くの電流を超伝導材料に流すための研究を行っています。本研究は、巨大施設の加速器を用いなくても、臨界電流密度 Jcを向上させることができるため、実用に適した方法と考えられます。 イオンビームを超伝導薄膜材料中に通過させ、それによって形成した常伝導相に磁場を固定し、磁場中での臨界電流密度Jcを向上させる研究を行っています。従来は巨大設備の加速器を用いたGeVクラスの非常に高いエネルギーイオンを用いることで、Jcの向上が認められていました。それは、イオンが物質中の電子と衝突することを利用して、直線的な常伝導相を形成する事が有効と考えられていたからです。本研究では、図2に見られるように、Jc向上には不適当と思われていた、従来より低い3MeVのエネルギーのイオンと材料中の原子核との衝突による欠陥でも、Jcの向上がはかれることを発見しました。●MeV 重イオンの照射実験●イオン処理超伝導薄膜のサンプル提供● 特願2011-230441「超電導膜の製造方法並びに該方法により得られる超電導膜及び仮焼成膜」����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������図1 MeVイオン照射による磁場ピンニングサイトの構築とそれによる臨界電流密度の向上のコンセプト磁場中Jc値が70%向上図2 3MeV Feイオン照射YBCO超伝導薄膜のJc向上効果● 研究拠点つくば東 つくば中央329ナノテクノロジー・材料・製造分野東会場N-72N-72

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