YBa2Cu3O7 ナノコンポジット薄膜における磁束ピンニング制御
堀

出

朋

哉

ed deposition (IBAD)(2)と Rolling assisted biaxially textured

.

超伝導線材開発におけるナノ構造制御

substrate (RABiTS)(3)がある．また YBCO の成膜は Pulsed
laser deposition (PLD), Metal organic decomposition

超伝導体は抵抗がゼロになる性質を利用して超伝導マグネ(MOD), Metal organic chemical vaper deposition (MOCVD)

ットや超伝導ケーブルを開発することができ，エネルギー，などで行われている．これらの手法を用いて単結晶並みの性

医療，物質科学など幅広い応用展開が期待されている．超伝能を実現し，Reel to reel プロセスを用いて数 100 m 以上の導体は臨界温度( Tc )以下の温度に冷却することにより超伝長尺化を達成し，コーテッドコンダクターと呼ばれる導の性質が観察されるため，Tc は極めて重要な特性である．

YBCO テープ線材が製造されるようになった．

1911 年に超伝導現象が発見されて以来金属において超伝導

しかし線材 応用を考え ればさら なる Jc 向 上が必要と なが観察されてきたが，1986年銅酸化物超伝導体が発見され，る．特にマグネットなどの応用では高い磁場中 Jc が必要で2008年には鉄系超伝導体が発見された．応用においては Tc

ある．図に示したように超伝導体に磁場を印加すると量子が高いことが望ましく銅酸化物高温超伝導体の応用が期待さ化磁束として磁束が侵入する．電流を印加するとローレンツ

れている．さらに臨界電流密度( Jc)が超伝導線材の性能を決力により量子化磁束が運動をはじめ，電圧が発生する．超伝定している．Jc は超伝導体に流せる超伝導電流の最大値で，導体内に非超伝導領域があれば量子化磁束が安定に存在する

Jc を超える電流密度の電流を流すと電圧が発生する．超伝導ことができ，磁束の運動を抑制することができる．これが磁線材としての応用を考える場合には大きな超伝導電流を流せ

束ピンニングであり，非超伝導領域をピンニングセンターとることが求められるため，Jc の向上が求められる．酸化物高呼ぶ．磁束に関する系のエネルギーは

温超伝導体の中では Bi2Sr2Ca2Cu3Ox ( Bi2223 )超伝導線材開発が先行して行われてきた．YBCO の Tc は 92 K と Bi2223

E＝∑U(Ri(z))＋
i

f( )

1
el
∑Vint(Ri(z)－Rj(z))＋∑2 i, j2idR i 2dz
dz

ほ ど で は な い が ， Jc 特 性 が 極 め て 優 れ て い る こ と か ら(1)

Bi2223 より高性能の超伝導線材として YBCO 線材の開発がで与えられる(4)．第一項はピンニングセンターによるピンポ

進められている．

テンシャル，第二項はナノロッド間の磁束間相互作用，第三超伝導体の Jc は微細組織が大きな影響を及ぼし， YBCO

項は磁束の線張力を示す．第二項，第三項は材料固有のパラでは粒界が大きな影響を及ぼす(1) ． YBCO では単結晶の J

c

メータや外部磁場によって決まる一方，第一項はピンニングが高いが， 10°程度の傾角の小傾角粒界が存在しただけでもセンターによって決まる．サイズが YBCO のコヒーレンス

が 1/10に低減してしまう(1)．したがって YBCO で高い J

c長程度の 3 nm，間隔が磁束間隔程度 a＝(q0/B)1/2 のとき，を達成するために粒界を除去しなければならない．このよう効率的な磁束ピンニングが可能になる．ここで a, B, q0 は磁な粒界問題を解決するために，金属テープの上に二軸配向し束間隔，磁場，磁束量子( 2.07 × 10－15 Wb )である．式( 1 )たバッファー層を作製し，その上に YBCO を成膜する手法

でエネルギーが記述される磁束システムは複雑な磁束相図をが提案された．二軸配向の方法として主に Ion beam assist-示し， c 軸相関ピン( YBCO の c 軸に平行に伸びたピンニン

Jc九州工業大学大学院工学研究院物質工学研究系准教授(〒804
8550 北九州市戸畑区仙水町 11)
Control of Vortex Pinning in YBa2Cu3O7 Nanocomposite Film; Tomoya Horide(Department of Materials Science and Engineering, Kyushu
Institute of Technology, Kitakyushu)
Keywords: YBCO, nanocomposite, film, critical current density, vortex pinning2019年 7 月17日受理[doi:10.2320/materia.58.563]

ま て り あ 第58巻 第10号(2019)
Materia Japan




図1

c 軸に平行なピンニングセンター(ナノロッドなど)を導入した超伝導体の磁気相図．Bg, Birr, BF,
Bc1, Bc2 は グラス液体転移磁場，不可逆磁場，マッチング磁場，下部臨界磁場，上部臨界磁場である．

図2
グセンター)が存在するときの磁束相図は図 1 のようになる．高温では Jc＝0 の磁束液体状態となるのに対し，低温で( a ) YBCO ＋ BSO ( 2.7 )の断面 TEM 像(10) ．( b )YBCO ＋ BHO ( 3.1 )の断面 TEM 像．挿図は平面
TEM 像(11)．Reprinted from (10) and (11), with thepermission of AIP Publishing.

はピンニングセンターが磁束をピンニングし Jc＞0 のグラス状態を示す．これらのピンニングセンターを作製するにはナノスケールの構造制御技術が求められる．転位(5) や双晶がYBCO ＋ BaSnO3 ( BSO ) ( 2.7 vol  ) 薄 膜 の TEM 写 真 を 示

YBCO 薄膜におけるピンニングセンターであるが，人工的す(10)．直径 10 nm 程度，間隔は 30 nm 程度のナノロッドがにピンニングセンターを導入する試みが 2000 年台前半に行

膜厚方向にまっすぐに成長していることがわかる．また図 2

われ，ナノ粒子(6)(7)，ナノロッド(8)(9)などのピンニング効果( b )には YBCO ＋ BaHfO3 ( BHO )( 3.1 vol )の断面 TEM おが実証された．特に量子化磁束を全長さにわたってピンニン

よび平面 TEM 写真を示す(11)．ナノロッドは直径 7 nm であグできるナノロッドは効果的なピンニングセンターであり，り，平面 TEM 像から求めた密度は 1.3×1015 m－2 であった．

Jc 特性が大きく向上した．薄膜作製プロセスの最適化が進め

YBCO＋BZO でも同様のナノロッドが成長することを TEMられ，現在では市販の線材にも導入されている．著者も磁束により確認している．

ピンニング特性および結晶成長やナノ構造の観点から

ナノロッドを導入した YBCO 薄膜とナノロッドを導入しYBCO 中のナノロッドを興味深い研究対象と考え，研究をていない YBCO 薄膜( pure YBCO )における 77 K の Jc 磁場

進めてきた．本記事では著者らがこれまでに進めてきたもの

依存性を図(a)に示す(10)．ナノロッドの導入により 1 T 以

を中心にナノロッドによるピンニング制御の研究を紹介し，上の高磁場で Jc が向上し，例えば 5 T では Jc が 10 倍以上に当該分野において発展してきた高度なナノ構造制御技術の現なっている．ナノロッドを導入しない YBCO では式( 1 )の状と今後の可能性について議論する．

第二項が高磁場 Jc に支配的であったが，ナノロッド導入により第一項が支配的となり磁場中 Jc が大きく向上した．図 3

.

ナノロッド導入による YBCO 薄膜の Jc 向上( b )に Fp (＝ Jc B 巨視的ピン力)B 曲線を示す． Fp B 曲線
は 2 6 T でピークを示しており，その最大値( Fp,max )は図 3

PLD 法を用いて YBCO＋BaZrO3(BZO)混合ターゲットを(b)では 816 GN/m3 であった．

アブレーションするとナノロッドが自己組織化することがナノロッド材料，添加量，成膜温度を変化させて構造制御

Driscoll らにより報告されて以来(8)，多くのグループがナノを行った結果，YBCO＋BMO 薄膜における Jc は大きく向上

ロッドを用いた Jc 向上の研究を行ってきた．著者らも同手してきた．著者らのグループは YBCO ＋ BSO において 77

法を用いて YBCO に BaMO3 ( BMO; M ＝ Zr, Sn, Hf )を導入

K, 3 T で Fp,max＝28.3 GN/m3 を報告した(12)．またナノロッ

す る こ と に よ り ナ ノ ロ ッ ド を 作 製 し て き た ． 図( a ) にドの構造を最適化することにより Fp,max ＝ 30 GN /m3 を超え




最近の研究

図3

YBCO＋BSO(2.7), YBCO＋BZO(4.1), YBCO＋
BHO ( 4.7 )の 77 K における ( a ) Jc と ( b ) Fp の磁場依存性(10)．Reprinted from (10), with the permission of AIP Publishing.

図4

る値を報告しているグループもある(13)．このようにナノロ(a) 77 K, 1 T, (b) 77 K, 7 T, (c) 65 K, 1 T, (d)65 K, 9 T における Jc の BMO 添加量依存性(10)，( e ) BMO 添加量を変化させて作製した YBCO＋
BMO 薄 膜 の 不 可 逆 温 度 ( Tirr ) － 磁 場 ( B ) 曲線(10)．(f) BF の BMO 添加量依存性(10)．Reprint-

ッド導入は YBCO 薄膜の Jc 向上に極めて効果的な手法であed from (10), with the permission of AIP Publishing.

り，Jc 向上に向けたさらなる構造設計が求められている．著
者は YBCO ＋ BMO 薄膜の Jc 特性と構造を詳細に解析してきた．著者はナノロッド密度， Tc が Jc 特性に大きな影響を線のピークが観察されている(14) ．このように BF は磁場中及ぼすことを明らかにしており，次節以降はこれらのファク

Jc を議論するうえで重要なパラメータである．

ターが Jc 特性に及ぼす影響について述べる．

添加量と材料によりナノロッド密度を制御した薄膜の Jc
特性について議論するために，図に YBCO ＋ BMO ( M ＝.

ナノロッド密度の影響
マッチング磁場効果

Zr, Sn, Hf)における Jc の BMO 添加量依存性を示す(10) ．な

お著者らは 7 11 nm のサイズの範囲ではナノロッドのサイ
まずは磁束ピンニング特性におけるナノロッド密度つまりズが Jc に影響を及ぼさないことを実験的に示しており(11)，

マッチング磁場の重要性を議論する．1 つのナノロッドに 1

ここではナノロッドサイズの効果はないものと考えている．

つの量子化磁束がトラップされている(すべてのナノロッド

YBCO ＋ BZO, YBCO ＋ BSO, YBCO ＋ BHO 薄膜では磁場にが量子化磁束によって埋め尽くされる)磁場をマッチング磁よって最適な BMO 添加量が異なることがわかる．添加量が場と呼び， BF ＝ nq0 ～ q0/ d 2 で与えられる． n, d はナノロッ

少ない場合にはナノロッドが切れてしまい，膜厚方向にわた

ドの密度，間隔である．図 2 ( a )の場合には 1.5 T 程度となってピンニングセンターを導入するには至らない．一方，添る．ナノロッド密度を磁場の大きさに換算したマッチング磁

加量が大きい場合の Jc 変化を理解するには添加量によるナ場をもとに磁束ピンニングを議論することができる．図 1

ノロッド密度の変化を議論する必要がある． Fp のピーク磁に示したように，磁場が BF よりも小さいときはナノロッド

場と同様，不可逆磁場曲線は BF で振る舞いが変化することのピンニングが支配的となるが， BF より大きくなると磁束が知られており，不逆磁場曲線における折れ曲り位置からの一部がナノロッドにトラップされなくなる．BF～1.5 T の

BF を求めることができる．図 4 ( e )は図 4 ( a )( d )で議論しYBCO ＋ BSO ( 2.7 )(図 2 ( a ))では， Fp B 曲線のピーク位置

た試料の不可逆磁場曲線を示しているが(10) ， 1.5 6 T で折(磁場)は 2 T であり(図 3(b))，BF と同程度であることがわ

れ曲がりを示していることがわかる．図 4 ( f )に YBCO ＋

かる．測定温度を 77 K40 K に変化させても BF で FpB 曲

BMO におけるナノロッド密度を示す(10) ．添加量が小さい

ま て り あ 第58巻 第10号(2019)
Materia Japan場合には添加量に比例して BF が増加していくが，添加量が大きくなると BF は減少し始める．添加量を大きくしすぎるとナノロッドが面内方向に成長し，ナノロッド構造が壊れてしまうことが報告されており(15) ，図 4 ( f )で観察された BFの減少はナノロッド構造が壊れ始める兆候を示している可能性がある．図 4 ( f )と図 4 ( b ) , ( d )の結果を比較すると， BFが大きな試料では 7 T や 9 T の高磁場で Jc が高くなった．
またナノロッド材料の違いに目を向けると， BSO では比較的マッチング磁場つまりナノロッド密度が小さく， BZO とBHO では高いナノロッド密度となっている． BZO や BHO

では高密度ナノロッドを作製することができたため，図 3
では YBCO ＋ BZO と YBCO ＋ BHO において高磁場( 7 T, 9
T)の Jc が高くなった．

成膜温度によって BF を変化させた試料の結果も述べておく． YBCO＋BHO(4.7)薄膜の成膜温度を 890°
Cと850°Cとして Jc 特性を比較した(17)．成膜温度を50°C低くすることによりナノロッドの直線性を保ったままナノロッド密度を 1.5倍にすることができることがわかった．その結果， 516 T の高磁場中で高い Jc を実現し，40 K で極めて高い Fp,max＝413
GN / m3 を得ることに成功した(17) ．成膜温度を下げると Tcが減少すること，ナノロッドが傾斜して成長すること，配向性が劣化することも報告されている．これらのトレードオフを考慮して成膜温度を決める必要があるが，磁場中 Jc を向上させるためには成膜温度を低くしてナノロッドを高密度化することは極めて有効な手法であることを著者らの結果は示している．
このようにナノロッド密度，つまり BF はナノロッドの磁

図5( a ) pure YBCO と YBCO ＋ BZO ( 8.2 )の抵抗温度曲線(18)．Reprinted with permission from (18).
Copyright (2017) American Chemical Society. (b) Jc(77 K, 0 T)の Tc 依存性(19)．

束ピンニング制御に重要なパラメータであることが示された．
BF を増加させることは高磁場 Jc を向上させるうえで重要であり，ナノロッド材料選択，添加量，成膜温度により BF を構造設計により Tc を制御するには， YBCO ＋ BMO 薄膜の制御する必要がある．低温高磁場特性向上に向けて，大きなTc 機構を明らかにする必要がある．ここでは YBCO＋BMO

BF を実現できる BZO(16)や BHO(14)がナノロッド材料として薄膜におけるナノロッド，マトリックス，界面の原子スケー

用いられている．成膜温度や添加量も最適化が進められてきル構造を議論する．図( a )に示した結晶構造からわかるよ

たが，すでに述べたとおり成膜温度低温化には限界があり，

うに， YBCO は Y 面， CuO2 面， BaO 面， CuO 鎖から構成

BMO 添加量を大きくしても BF が増加し続けるわけではな

されているのに対し， BaZrO3 は BaO 面と ZrO2 面から構成

い．現時点では BF ＝ 10 T を超えるものは報告されておらされている． YBCO と BMO が BaO 面を共有していることず，さらなる高密度化プロセスの開発が求められる．

が結晶構造の特徴である．他の材料を YBCO に導入した時の構造に目を向けてみると， Y2O3 を導入した場合には基本.

ナノコンポジット膜の原子スケール構造―Tc と fp

的にはナノ粒子が形成され，添加量を大きくするとナノロッドが形成されることもある(19)．Au を導入することによりナ

3 節ではナノロッド密度の効果を議論してきたが，ナノロ

ノロッドが形成できるが，部分的にナノ粒子が共存してしまッドの導入はひずみや組成変化によりマトリックスの超伝導う(20) ． こ の よ う に BaO 面 を 共 有 す る こ と に よ り YBCO /状態を変化させることが予測される．図に YBCO ＋ BZOBZO 垂直界面が安定に形成され，ナノロッドが成長したとの抵抗温度曲線を示したが(18) ，ナノロッド導入により Tc

考えられる．

が減少している． Tc が Jc に及ぼす効果を議論するために，

YBCO は a ＝ 3.82 Å ( 0.382 nm ) , b ＝ 3.89 Å ( 0.389 nm ) ,図 5(b)に YBCO＋BMO 膜における Jc(77 K, 0 T)の Tc 依存

c ＝ 11.68 Å ( 1.168 nm )であるのに対し， BaMO3 は a ＝ 4.1 性を示す(17)．BMO の種類や添加量により BF が変化するが，4.2 Å ( 0.41 0.42 nm )であり， c 軸方向では格子ミスフィッ

0 T では磁束密度が小さいためナノロッド密度が十分に大きトは 57.5である．界面での格子ミスフィットによりミス

く， BF の効果はないものと考えられる．図 5( b )では Tc のフィット転位や弾性ひずみが生じることも予測される．図

減少とともに Jc ( 77 K, 0 T )も減少している．ナノロッドのに YBCO＋ BZO 薄膜の走査透過電子顕微鏡法の高角環状暗




最近の研究

図6

(a) YBCO＋BZO(8.2)の HAADFSTEM 像，GPA 結果(eyy)(18)，および YBCO と BZO の結晶構造．破線は界面領域を示している．(b) YBCO＋BZO(4.18.2 vol)の 2uv スキャン結果(18)．(c) YBCO＋BZO の格子
定数の BZO 添加量依存性(18)．点は実験結果，線は FEM 計算結果を示している．Reprinted and Adapted withpermission from (18). Copyright (2017) American Chemical Society.

視 野 法 ( HAADF STEM ) 像 お よ び そ の Geometric phase＝0.071なので，全ミスフィットは felastic＋fdislocation＝0.098とanalysis(GPA)結果を示す(18)．YBCO と BZO でほとんどのなる． FEM のフィッティングから求めた BZO の無ひずみ原子面が連続的につながっている．GPA 解析は YBCO の格での格子定数は 4.25 Å ( 0.425 nm )であり， cYBCO ＝ 11.68 Å

子定数を基準に行っており，色の変化は YBCO の格子定数(1.168 nm)とのミスフィットは0.088となる．なお YBCO＋に対するひずみの大きさを示している．またミスフィット転

BZO に お け る BZO へ の Y の 固 溶 を 考 慮 す る と ， 4.25 Å

位が界面に形成されており， GPA の結果ミスフィット転位( 0.425 nm )の格子定数は妥当なものである(21)．このように間隔(s)は 5.7 nm であった(18)．バーガースベクトル，|b|＝ミスフィットは弾性成分とミスフィット転位成分からなるこ(aBZO＋cYBCO/3)/2＝0.407 nm とすると，転位により緩和しとを明らかにした．

たミスフィット成分は fdislocation＝b/s＝0.071となる．図 6(b)これらの界面構造および弾性ひずみが超伝導特性を決定しには同試料の XRD 結果も示した(18) ． BZO 添加量を増加さていると考えられる．まずは弾性ひずみが超伝導特性に及ぼせるとピーク位置がシフトしていることがわかる．これはナ

す影響を議論する． YBCO ＋ BZO, YBCO ＋ BSO, YBCO ＋

ノコンポジット内で YBCO と BZO が弾性ひずみを受けてい

BHO 薄膜の格子定数， c と Tc の関係を図( a )に示す(18) ．

ることを示している(18) ．さらに逆格子マッピングを行い面弾性ひずみが超伝導特性に及ぼす影響として，内の格子定数も評価した．YBCO と BZO の格子定数の BZO

1.

格子定数の変化が直接電子状態に及ぼす影響(圧力効果)

添加量依存性を図 6 ( c )に示す． BZO 添加量増加とともに

2.

格子定数による酸素原子の安定性の変化に伴う酸素量変

aBZO⊥ ( BZO 薄膜の面直方向の格子定数)と cYBCO (面直方向)は増加し， aBZO// ( BZO 薄膜の面内方向の格子定数)と aYBCO

化(ひずみ誘起酸素空孔形成)が考えられる．格子定数の変化が直接電子状態に及ぼす影響(面内方向)は減少していく傾向にあった．これは有限要素法(圧力効果)に対する Tc c は，圧力実験で求められた dTc /弾性計算(FEM)を行った結果とよく一致しており，薄膜のdezz ＝－ 8 K から求めることができる(22) ．また YBCO は酸

BZO 添加量をターゲットの BZO 添加量から補正して求める

素不定比性があり，d～0 の時 Tc が最も高くなり，d(酸素空と， FEM 結果と定量的に一致する(18)． FEM でフィッティ

孔量)の増加とともにホール濃度が減少し Tc も減少する．

ングした結果，felastic＝0.027のミスフィットが弾性ひずみに

ナノコンポジット構造において酸素空孔量が変化すれば，より蓄積されていたことがわかった．felastic＝0.027, fdislocation

Tc も変化することが予測される．格子定数による酸素の安

ま て り あ 第58巻 第10号(2019)
Materia Japanル， r を界面で構造が乱れている領域の厚さとすると， fp ～Up/r で与えられる．なお構造の乱れ(r)は原子位置の変異に起因するものの他に原子の結合の変化や電子状態の変化など
超伝導秩序変数に影響を及ぼすものすべてを含んでいる．図6 ( a )の GPA 結果は，界面近傍の 1 nm の領域では原子位置が変化している(18) ．また第一原理計算の結果では界面から
1 nm の範囲で YBCO の電子状態が大きく変化した(18) ．このように r ～ 1 2 nm であると見積もられ，コヒーレンス長と同程度の範囲で超伝導秩序変数が変化していることにな
る．特にコヒーレンス長が短い低温では界面での構造乱れが
fp に影響を及ぼす．さらに界面近傍のひずみ場が酸素空孔の濃度を局所的に変化させ(24) ， fp を決定している可能性も議論されている．現時点ではナノロッドの界面構造については
まだまだ不明な点が多いが，今後さらなる Jc 向上に向けて界面に着目した磁束ピンニング制御が必要になってくると考
えられる．

.

まとめと今後の展開

YBCO 薄膜においてナノコンポジット構造(ナノロッド)を作製することにより磁束ピンニングを制御し Jc 特性を向上させた．PLD において YBCO と BMO を同時に供給する
図7(a ) 酸素空孔形成エネルギー( EOV )と酸素量の格
子定数依存性(18) ．バルクでは c ＝ 11.68 Å ( 1.168mm)のとき d＝0.08であり，これを基準として d～ exp (－ EOV / kT )より d を求めた．( b ) Tc の格子定数， c 依存 性(18) ．圧 力効果 は dTc / dc(22) より，ひずみ誘起酸素空孔は ( a ) より求めた．酸
素量を減少させて作製したバルク YBCO の格子
定 数 と Tc の 関 係 も 示 し た(23) ． Reprinted andAdapted with permission from (18). Copyright (2017)
American Chemical Society.

と YBCO マトリックス中にサイズ 510 nm，間隔 2030 nm
程度のナノロッドが膜厚方向にまっすぐに伸びて成長する．
これにより高磁場中の Jc は YBCO 単相膜の 2 10 倍になった．磁場中 Jc 特性はナノロッド密度に大きく依存し，BMO
材料，BMO 添加量，成膜温度によって制御することができる．さらにナノロッドのひずみが酸素空孔濃度を増大させマ
トリックスの Tc が減少し，その結果として Jc が減少することも示された．
10 年以上にわたる多くの研究者の研究開発の結果，ナノロッドをはじめとしたナノコンポジット構造を精密に制御する技術が確立されてきた．金属テープ上に作製した YBCO
定性の変化に伴う酸素量変化に対しては，酸素空孔形成エネ

長尺テープにナノロッドを導入する技術も開発されており，ルギーの格子定数依存性を第一原理計算で計算し(図 7数100 m にわたって薄膜をナノコンポジット化する技術も確(b))，バルクにおける Tcd の関係と組み合わせることによ

立しつつある．このように超伝導線材という応用展開を明確

り Tcc を求めることができる(18)．これらと実験結果を比較に意識しながら，ナノコンポジット構造および磁束ピンニン

すると，図 7(a)に示したように実験で得られた Tcc は，バグ制御技術開発が基礎的観点と応用的観点の両面から精力的

ルク YBCO の Tc c や圧力効果の Tc c とは挙動が異なり，に進められてきた．今後のナノロッド密度，界面等に着目しひずみ誘起酸素空孔形成により説明することができる．このた YBCO ナノコンポジット構造制御発展により，超伝導線

よ う に YBCO ＋ BMO ナ ノ コ ン ポ ジ ッ ト 膜 で は ， YBCO /材高性能化および超伝導応用のさらなる発展が可能になる．

BMO 界面の格子ミスフィットに起因する弾性ひずみによりまた誘電体やイオン伝導体などにおいてもナノコンポジット

酸素空孔形成エネルギーが減少した(ひずみ誘起酸素空孔形

構造を用いて特性制御できることが議論されており，YBCO成)ために Tc が減少したことが明らかになった．

のナノコンポジット構造制御技術が他分野へも広く展開され最後に，さらなる Jc 向上に向けて図 6(a)において観察さていくことが強く期待される．

れた界面が Jc に及ぼす影響と界面構造制御の可能性について議論する．界面構造は要素ピン力( fp )に影響を及ぼすた

本研究は九州工業大学松本要教授，九州工業大学石丸学教

め，ナノロッドの界面にも注目している．fp はピンニングセ

授，フロリダ州立大学亀谷文健博士，静岡大学喜多隆介教

ンター 1 つ当たりのピンニング力を表しており，低磁場( B

授，九州工業大学北村貴典准教授，九州大学吉岡聰助教との≪ BF )では理想的には Jc ∝ fp となる． Up をピンポテンシャ

共同研究によって行われたものである．




最近の研究

文

献

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堀出朋哉
2008年 京都大学大学院工学研究科博士後期課程修了
2008
2012年 日立製作所中央研究所
2012
2017年 九州工業大学大学院工学研究院物質工学研究系，助教
2017年 同准教授
専門分野超伝導材料，薄膜材料◎酸化物やカルコゲナイド薄膜における特性制御の研究に従事．ナノコンポ
ジット構造の作製と構造デザインの研究を進めている．

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