鉄系高温超伝導体で世界最高の超伝導電流を実現!~強磁場発生用磁石応用へ前進~

鉄系高温超伝導体で世界最高の超伝導電流を実現!
~強磁場発生用磁石応用へ前進~

 国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学大学院工学研究科の飯田 和昌 准教授、畑野 敬史 助教は、米国立強磁場研究所のタランティーニ キアラ 博士、国立大学法人11人足球网の秦 東益 博士前期課程学生、内藤 方夫 シニアプロフェッサー及び山本 明保 准教授、国立大学法人九州大学の郭 子萌 博士後期課程学生、高 紅叶 博士研究員、王 超 博士研究員、斉藤 光 准教授及び波多 聰 教授との共同研究で、鉄系高温超伝導体のうち、最も実用化が期待されている物質である(Ba,K)Fe2As2で、数テスラという比較的大きな磁場中において世界最高レベルの超伝導電流を流すことに成功しました。
 鉄系高温超伝導体は結晶粒界で粒界弱結合と呼ばれる問題を有し、結晶粒界をまたいで流れる超伝導電流が抑制されてしまいます。また高磁場中で大きな超伝導電流を流すためには、超伝導体内部に無数の欠陥を導入する必要があります。
 今回、(Ba,K)Fe2As2薄膜を成長させる下地にフッ化カルシウムを選択し、成長温度を(Ba,K)Fe2As2の融点の半分以下にすることで、粒界弱結合の問題を回避しつつ、超伝導体内部に無数の小傾角粒界を導入することに成功しました。小傾角粒界は欠陥として働き、高磁場中における超伝導電流は鉄系高温超伝導体として世界最高の値を記録しました。本成果により、医療用MRIなどに用いられる強力な磁場発生用磁石への研究開発の加速化が期待されます。また今回の基礎研究成果をもとに、高性能な多結晶型鉄系高温超伝導材料の創製へと展開していきます。
 本研究成果は、2021年10月22日午前9時(日本時間)付ネイチャー?パブリッシング?グループの学術誌「NPG Asia Materials」に掲載されます。
 本研究は、2018年度から始まった国立研究開発法人科学技術振興機構(JST)戦略的創造推進事業CREST『超伝導インフォマティクスに基づく多結晶型超伝導材料?磁石の開発』(研究代表者: 山本 明保、JPMJCR18J4)と文部科学省「ナノテクノロジープラットフォーム」の支援のもとで行われたものです。

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