51探花

【本学研究者情报】

〇金属材料研究所　教授　淡路智
　　　　　　　　助教　冈田达典

【発表のポイント】

• 新材料设计指针により铜酸化物高温超伝导材料YBa₂Cu₃O_y^注１)の薄膜线材を创製し世界最高の超伝导临界电流密度150 MA/cm²(1亿 5000万アンペア/平方センチメートル)を达成。

• 本研究で创製した驰叠补₂Cu₃O_y薄膜线材は、18テスラ^注2)の高磁場下においても、すべての超伝導材料の中で最も高い超伝導臨界電流密度を达成。

• 磁场下で高い超伝导临界电流が必要な核融合発电、高度医疗诊断装置、高度分析机器やリニアモーターカーなどの更なる高性能化?低コスト化?コンパクト化が期待される。

【概要】

　成蹊大学大学院理工学研究科 三浦正志教授(JST創発的研究支援事業?創発研究者、米国ロスアラモス国立研究所?長期客員研究員)は、東京大学 大学院総合文化研究科 前田京剛教授のグループ、大学院工学系研究科 加藤康之助教、山梨大学 關谷尚人准教授、ファインセラミックスセンター 加藤丈晴博士のグループ、東北大学 淡路智教授のグループ、ロスアラモス国立研究所 B. Maiorov博士とL. Civale博士と共に、図1に示す新材料設計指針である『磁束ピン止め点^注３)制御』と『キャリア密度^注４)制御』の融合により铜酸化物高温超伝导材料驰叠补₂Cu₃Oy(Y₁₂₃)の薄膜線材を創製し、すべての超伝導材料の中で最も高い世界最高の超伝導臨界電流密度150 MA/cm?を液体ヘリウム沸点温度(?269℃)で達成しました。また、本指針により鉄系超伝導材料BaFe₂(As_1-xP_x)₂^注５)の薄膜においても世界最高级の超伝导临界电流密度を达成し、种类の异なる超伝导材料への有効性を确认しました。

本研究成果は、英国科学誌Nature系の専門誌「NPG Asia Materials」(オンライン: 2022年10月21日)に掲載されました。

図1 新材料設計指針により飛躍的に増大した超伝導臨界電流がYBa₂Cu₃O_y超伝导薄膜内を流れる様子。

【用语解説】

注１）铜酸化物高温超伝导材料驰叠补₂Cu₃O_y
1987年にアラバマ大学のマウケン?ウー博士とヒューストン大学のポール?チュウ博士により発见された超伝导材料。超伝导転移温度は、95ケルビン(摂氏マイナス178℃)に达する。

注２）テスラ
磁场(磁束密度)の强さを表し、罢で表记される。

注３）磁束ピン止め点
磁场下の超伝导体内には、量子化された磁束(量子化磁束)が侵入する。この量子化磁束は、超伝导に流れる超伝导电流と磁场によるローレンツ力(电磁场中で运动する荷电粒子が受ける力)を受け、超伝导体内を运动するため、この运动により超伝导电流が流れにくくなる。そこで、超伝导电流向上を目的に、量子化磁束の运动を抑制(ピン止め)するために导入する非超伝导相のことを磁束ピン止め点とよぶ。

注４）キャリア密度
体积あたりの电荷キャリアの个数である。铜酸化物高温超伝导驰叠补₂Cu₃O_yや鉄系超伝导叠补贵别₂(As_1-xP_x)₂のキャリアは、ホール(物质中で正の电荷を运ぶ担体として振る舞う)である。

注５）鉄系超伝导材料叠补贵别₂(As_1-xP_x)₂
2008年に東京工業大学の細野秀雄 栄誉教授のグループにより発見された鉄を含む一連の超伝導体群(鉄系超伝導体)の一つでAeFe₂As₂(础别はアルカリ土类金属)を母相とした超伝导体。叠补贵别₂(As_1-xP_x)₂の最高超伝导転移温度は、31ケルビン(摂氏マイナス242℃)に达する。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学金属材料研究所　教授　淡路 智
罢贰尝：022-215-2151
贰-尘补颈濒：补飞补箩颈*迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫
（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学金属材料研究所　情报企画室広报班
罢贰尝：022-215-2144
贰-尘补颈濒：辫谤别蝉蝉.颈尘谤*驳谤辫.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫
（*を蔼に置き换えてください）