共同発表：鉄系高温超伝導の磁石化に成功～強力磁石開発へ新しい可能性～
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図１　強力磁石の磁場発生のメカニズム
強磁性永久磁石では向きの揃ったスピンが、コイル電磁石では電流ループが磁場の起源で、それぞれ磁化、外部電源からの電流供給により磁石となる。一方、超伝導バルク磁石では電磁石と同様に超伝導電流ループが磁場の起源であるが、永久磁石と同様に一度磁化すると、遠隔的に誘導された超伝導電流ループが抵抗ゼロのため減衰せず、冷却下では永久磁石と同じように使用することができる。超伝導体の電流エネルギー密度は銅より１００倍以上高いため、小型でも非常に強力な磁石になる。今回、数十ナノメートルの微細な鉄系高温超伝導体の結晶をバルク（塊）にすることで、１テスラを超える磁力を持つ強力磁石にすることに成功した。

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図２　試作した鉄系高温超伝導バルク磁石
中央の黒い部分（直径１ｃｍ）が鉄系高温超伝導体。周囲は複合金属リング。


ポイント
希少元素を使用しない、新しい高性能磁石開発が求められていた。
多結晶バルク（塊）を用いて、市販のネオジム磁石の２倍の磁力を持つ鉄系高温超伝導体の磁石化に初めて成功した。
１０テスラ級の小型磁石が数年以内に実現することが期待できる。


ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、東京農工大学の山本 明保　特任准教授らは、鉄系高温超伝導を応用した強力磁石の開発に初めて成功しました。

医療・エネルギー分野の先端機器に使用される強力な超伝導磁石は、極低温で動作可能となることから、冷却のために稀少で高価な液体ヘリウムが用いられています。また、ネオジム磁石をはじめとする強磁性磁石ではレアアース元素が必須でした。そのため液体ヘリウムを 使わず、より高い温度で使える高温超伝導体の研究開発が進められてきましたが、これまで鉄系高温超伝導体を磁石にする技術は確立されていませんでした。

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本研究成果は、２０１５年９月３０日（英国時間）に英国物理学会発行の科学誌「Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」のオンライン速報版で公開されます。