世界最高の超伝導臨界電流密度を有する薄膜線材を創製 ―液体ヘリウム沸点温度(－269℃)で150 MA/cm²を達成―研究成果

成蹊大学
東京大学
山梨大学
ファインセラミックスセンター
東北大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

• 新材料設計指針により銅酸化物高温超伝導材料YBa₂Cu₃O_yの薄膜線材を創製し世界最高の超伝導臨界電流密度150 MA/cm²(1億 5000万アンペア/平方センチメートル)を達成。
• 本研究で創製したYBa₂Cu₃O_y薄膜線材は、18テスラ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達成。
• 磁場下で高い超伝導臨界電流が必要な核融合発電、高度医療診断装置、高度分析機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。

発表概要

　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』の融合により銅酸化物高温超伝導材料YBa₂Cu₃O_y(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/cm²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(Ba122:P)(注5)の薄膜においても世界最高級の超伝導臨界電流密度を達成し、種類の異なる超伝導材料への有効性を確認しました。
　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。

発表詳細は大学院総合文化研究科のページからご覧ください。