構造最適化による高温超伝導体の転移温度向上

通过结构优化提高高温超导体的转变温度

• 批准号: 14F04918
• 负责人: 永崎 洋
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04918/
• 关键词: 高温超伝導体; 鉄系化合物; 臨界電流密度; 高温超伝導; 角度分解型光電子分光

超伝導体の基本的性能は、臨界温度(Tc)、臨界磁場(Hc2)、臨界電流(Jc)の3つのパラメータで評価される。本研究で対象とする化学式Ba1-xKxFe2As2　(0<x<1)で表される物質群は2008年に発見された鉄系高温超伝導体の一種であり、約40Kに至るTcと100Tを超えるHc2を併せ持っていることから、強磁場発生用マグネット線材等の応用を想定した開発が進められている。本研究ではBa1-xKxFe2As2の純良単結晶対象として、その臨界電流JcのK濃度（ｘ）依存性を明らかにし、Jcを決定づける磁束ピニング機構を解明するとともに、Jcの向上に向けた指針を確立することを目的として研究を行った。精密に組成制御された単結晶を用いて、幅広いドーピング領域、磁場、温度においてJcの振る舞いを精査した。単結晶試料は申請者の所属するグループで開発されたフラックス法を用いて育成し、EDXによる単結晶試料の化学組成の評価、SQUID磁束計を用いたTcの評価、磁場中電気抵抗測定によるHc2の評価を行った。Jc の評価はSQUID磁束計を用いた磁化曲線のBean模型解析を用いた。系統的な実験を行った結果、本物質群のJcのx依存性は、0.30付近で鋭い極大を示すことが明らかとなった。この関係は、Tcのx依存性が0.3 から 0.5　にかけて緩やかに変化しているのとは対照的であり、最高のJc出現が外因的な要因に依るものであること、また、最高のTcを出現させる組成が必ずしも応用にとっての最適組成とはなっていないことを示している。本物質の異常なJcの振る舞いは、特異な磁束ピニング機構に依存すると考えられる。その可能性として、構造相転移に起因する双晶境界、量子臨界点近傍における非自明な超伝導凝集密度の分布等の可能性を提唱した。

超导体的基本性能通过三个参数进行评估：临界温度（TC），临界磁场（HC2）和临界电流（JC）。本研究中由化学配方BA1-XKXFE2AS2（0 <x <1）表示的材料组是一种在2008年发现的一种基于铁的高温超导体，并且TC达到了大约40K和HC2超过100T，因此正在进行开发，因此正在进行开发，目的是应用磁铁电线来生成强磁力磁场。在这项研究中，我们研究了临界电流JC的k浓度（x）作为纯粹的单晶受试者的k浓度（x），并阐明了决定JC的磁通量固定机制，并确定了改善JC的指南。精确控制的组合物控制的单晶被用于检查JC在各种掺杂区域，磁场和温度上的行为。使用申请人所属的组开发的通量方法生长单晶样品，并使用squid磁通量仪使用EDX，TC评估单晶样品的化学组成，并使用磁场中的电阻测量来评估HC2。使用BEAN模型分析使用鱿鱼磁通量计评估JC。系统的实验表明，该材料组中JC的X依赖性在0.30左右显示出锐利的最大值。这种关系与TC缓慢变化的X依赖性从0.3到0.5相反，这表明最高的JC似乎取决于外源性因素，而使最高TC的组成出现的组成不一定是应用程序的最佳组成。该材料的异常JC行为被认为取决于奇异的磁通固定机制。由于结构相变，提出了这种可能性作为双边界，以及在量子临界点附近的非平凡超导聚集密度的分布。

项目成果

Doping-dependent critical current properties in K, Co, and P-doped BaFe2As2 single crystals

• DOI: 10.1103/physrevb.95.014517
• 发表时间: 2017-01-23
• 期刊: PHYSICAL REVIEW B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Ishida, Shigeyuki;Song, Dongjoon;Eisterer, Michael
• 通讯作者: Eisterer, Michael

ウィーン工科大学(オーストリア)

维也纳科技大学（奥地利）

スタンフォード大学(米国)

斯坦福大学（美国）

Electronic structure evolution by changing annealing condition & phase diagram of e-doped cuprate Pr1-xLaCexCuO4-d

通过改变退火条件来演化电子结构

• 发表时间: 2015
• 作者: Dongjoon Song;Shigeyuki Ishida;Akira Iyo;Masamichi Nakajima;Jun-ichi Shimoyama;Michael Eisterer;Hiroshi Eisaki;Dongjoon Song
• 通讯作者: Dongjoon Song

Anomalous enhancement of critical current density in iron-pnictide superconductor Ba1-xKxFe2As2

铁磷族超导体Ba1-xKxFe2As2临界电流密度的异常增强

• 发表时间: 2015
• 作者: Dongjoon Song;Shigeyuki Ishida;Akira Iyo;Masamichi Nakajima;Jun-ichi Shimoyama;Michael Eisterer;Hiroshi Eisaki;Dongjoon Song;Dongjoon Song
• 通讯作者: Dongjoon Song