鉄系超伝導体から始まる新機能性材料のナノテク・イノベーション創生

从铁基超导体开始纳米技术创新创造新型功能材料

• 批准号: 10J10227
• 负责人: 尾崎 壽紀
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J10227/
• 关键词: 超伝導; 単結晶; 臨界電流密度; 臨界温度; 線材; 物質合成; iron-based superconductor; FeSe; wire; critical current density; FeSe_<1-x>Te_x

昨年度までは鉄系超伝導体の中で11系(PbO型)と呼ばれる材料に着目して研究を行ってきた。FeSe(.超伝導転移温度T_c～10K)に代表される11系は鉄系超伝導体の中で唯一Asを含まない材料であり、機能性材料として有望な材料であるが、T_cの低いことが課題であった。ところが2010年12月、FeSeの層間にKをインターカレートしたK_xFe_<2-y>Se_2超伝導体が発見され、T_cは～30Kまで向上した。その単結晶は、一般的にはself-flux法やBridgeman法といった数日間を要する育成法によって得られているが、我々は短時間かつ容易に高品質なK_xFe_<2-y>Se_2単結晶が得られるOne-step合成法を新たに見出した。一方、銅酸化物超伝導体とは異なり、鉄系超伝導体はisovalent置換でも超伝導が発現及び向上する。しかし、これまでK_xFe<2-y>Se_2単結晶のSeの一部をTeで置換したK_xFe2<2-y>Se_<2-z>Te_z単結晶に関する超伝導特性は報告されていない。これは、これまでの育成法が複雑で育成に長時間を要するためK_xFe<2-y>Se_<2-z>Te_zを得ることが困難であったためと考えられる。そこで、我々はOne-step合成法を用いて、K_xFe_<2-y>Se_<2.-y>Te_z結晶の育成に取り組んだ。K_xFe_<2-y>Se_<2-z>Te_zのT_cはT^<onset>_c=32.9K,T^<zero>_c=32.1K(z=O)から、Te置換量増加に伴い、徐々にT^<onset>_c=27.9K,T^<zero>_c=16.7K(z=05)まで低下し、z=0.6で超伝導は消失した。これらの結果からK_xFe_<2-y>Se_2超伝導体においては、Te置換は超伝導を抑制することがわかった。

直到去年，我们的研究重点是称为 11 系列（PbO 型）铁基超导体的材料。以FeSe为代表的11系列（超导转变温度T_c~10K）是唯一不含As的铁基超导体，是一种很有前景的功能材料，但其存在T_c较低的问题。然而，2010年12月，发现了K_xFe_<2-y>Se_2超导体，其中K插层在FeSe层之间，T_c提高到~30K。通常，此类单晶是通过需要数天的生长方法获得的，例如自熔剂法或布里奇曼法，但我们开发了一种可以轻松快速地生产高质量K_xFe_<2-y>Se_2单晶的方法我们发现了一种新的一步合成方法。另一方面，与铜酸盐超导体不同，铁基超导体即使在等价取代的情况下也表现出并提高了超导性。然而，K_xFe2<2-y>Se_<2-z>Te_z单晶中部分Se被Te取代的K_xFe2<2-y>Se_<2-z>Te_z单晶的超导性能尚未见报道。迄今为止。这被认为是因为传统的生长方法复杂并且需要较长的生长时间，使得难以获得K_xFe 2-y>Se_<2-z>Te_z。因此，我们尝试采用一步合成法生长K_xFe_<2-y>Se_<2.-y>Te_z晶体。 K_xFe_<2-y>Se_<2-z>Te_z 的 T_c 来自 T^<onset>_c=32.9K,T^<zero>_c=32.1K(z=O), Te随着取代量的增加，逐渐下降至T^<onset>_c=27.9K，T^<zero>_c=16.7K（z=05），在z=0.6时超导性消失。这些结果表明Te取代抑制了K_xFe_<2-y>Se_2超导体的超导性。

项目成果

Fabrication of superconducting wire for FeSe family using diffusion process

采用扩散工艺制造 FeSe 族超导线材

• 发表时间: 2011
• 作者: OTOBE;Nobutaka;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki
• 通讯作者: Toshinori Ozaki

Superconductivity and wire fabrication of FeSe family

FeSe族超导和线材制造

• 发表时间: 2011
• 作者: OTOBE;Nobutaka;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki
• 通讯作者: Toshinori Ozaki

Novel synthesis method of K_xFe_<2-y> Se_2 single crystal

K_xFe_<2-y>Se_2单晶的合成新方法

• 发表时间: 2012
• 作者: OTOBE;Nobutaka;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki
• 通讯作者: Toshinori Ozaki

Development of FeSe and K_0.8Fe_2Se_2 Superconducting wires

FeSe和K_0.8Fe_2Se_2超导线材的研制

• 发表时间: 2012
• 作者: OTOBE;Nobutaka;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki
• 通讯作者: Toshinori Ozaki

One-step合成法を用いて育成したK_xFe_<2-z>Se_z蜒超伝導体

一步合成法生长的K_xFe_<2-z>Se_z超导体

• 发表时间: 2013
• 作者: OTOBE;Nobutaka;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;三河隆之;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;Toshinori Ozaki;尾崎壽紀
• 通讯作者: 尾崎壽紀