報告書番号

H05006

タイトル（和文）

ナノ構造制御によるＹ系超電導膜の高臨界電流密度化

タイトル（英文）

Improvement on Critical Current Density of Y-Based Superconducting Films by Controlling of Nano-Structures

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

最近，開発が進んでいるＹ系超電導テープ線材において，液体窒素温度，磁場中の磁束のピンニングの増加は，線材のアプリケーションにとって非常に重要である。Ｙ系超電導膜のピンニング特性はナノ構造制御による高密度の人工ピンニングセンターを超電導膜内に導入することにより改善される。人工ピンニングセンターの構造の次元性より4つ（3次元，2次元，1次元，0次元）に分類した。3次元人工ピンニングセンターは，分散した方位あるいは組成の異なる粒子，2次元人工ピンニングセンターは結晶粒界等の膜に垂直に入った面状の欠陥，1次元ピンニングセンターは転位，柱状欠陥等の膜に垂直に入った線状の欠陥，0次元ピンニングセンターはCuサイトを他の金属で置換した1nm領域以下の極微小の欠陥とした。４種の人工ピンニングセンターの構造的特徴を示し，これらがＹ系超電導膜の高臨界電流密度化に有効であることを示した。

概要 （英文）

The increase of flux pinning in magnetic fields at the liquid nitrogen temperature is very important for applications of the recently developed coated conductors, which are made of REBa2Cu3Oy (RE: rare earth elements) high-temperature superconductors (RE123). The pinning properties of the RE123 films are improved by introducing high-density artificial pinning centers (APCs) into the films by using the nanostructure engineering. Four types of APCs are defined by their dimensionality, such as 3-dimensional APCs, 2-domensional APCs, 1-dimensionaj APCs and 0-dimensiona APCs. The 3-dimensional APCs are dot-like defects which are distributed in films, such as nanoparticles with different crystal orientations or different compositions. The 2-dimensional APCs are plane-like defects which are perpendicular to be film surface, such as crystal boundaries and antiphase boundaries. The 1-dimesnional APCs are line-like defects, which are perpendicular to be film surface, such as dislocations and certain types of columnar defects. The 0-dinesional APCs are quite small particles of less than 1 nm, which are distributed in films, such as substitutions of other metals for Cu. The characteristic microstructures for four types of APCs are described. We demonstrated that the APCs introduced in RE123 films are much effective on the improvement of critical current density.

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