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超伝導

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1: 2016/04/08(金) 22:20:59.36 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇―絶縁性薄膜に電界印加で35ケルビンに― - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/45281


概要

東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の平松秀典准教授、元素戦略研究センターの細野秀雄教授と半沢幸太大学院生らは、鉄系超伝導体[用語1]の一つである鉄セレン化物「FeSe」のごく薄い膜を作製し、8ケルビン(K=絶対温度、0Kはマイナス273℃)で超伝導を示すバルク(塊)より4倍高い35Kで超伝導転移させることに成功した。FeSe薄膜が超伝導体ではなく、絶縁体[用語2]のような振る舞いを示すことに着目し、電気二重層トランジスタ[用語3] [用語4]構造を利用して電界を印加することにより実現した。

トランジスタ構造を利用したキャリア生成方法は、一般的な元素置換によるキャリア生成とは異なり、自由にかつ広範囲にキャリア濃度を制御できる特徴がある。このため、元素置換によるキャリア添加が不可能な物質でも適用が可能なことから、今後の鉄系層状物質でより高い超伝導臨界温度の実現を狙う有力な方法になると期待される。

成果は3月29日(米国時間28日)に「米国科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)」のオンライン速報版に掲載された。

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引用元: 【材料科学】鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇 絶縁性薄膜に電界印加で35ケルビンに

鉄系超伝導体の臨界温度が4倍に上昇 絶縁性薄膜に電界印加で35ケルビンにの続きを読む

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1: 2016/02/02(火) 12:17:26.87 ID:CAP_USER.net
東大など、従来理論を覆す高温超伝導のメカニズムを発見 - 半導体デバイス - 日経テクノロジーオンライン
http://techon.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/013100381/


 東京大学とフランスのパリ南大学は2016年1月29日、銅酸化物高温超伝導体の超伝導が高温で起きる原因となる新しいメカニズムを発見したと発表した。
数値シミュレーションにより従来の理論では説明の付かない電子の振る舞いを発見し、この異常な振る舞いが高温超電導の直接の原因であることを突き止めた。
高温超伝導体の設計に新たな指針を与える成果という。

 1986年に銅の酸化物群が高温超伝導を示すことが発見されて以来、膨大な数の研究が行われてきたが、そのメカニズムには多くの謎が残されている。
これまでの研究で銅酸化物超電導体も他の超電導体と同様に2つの電子がペア(クーパーペア)を組んで運動していることが分かっており、多くの理論では2つの電子を引き寄せる力(引力)に偶数個の電子で作られた粒子(ボソンの一種)が仲立ちしていると推測していた。

 今回、銅酸化物の電子状態をよく表すと考えられている理論模型について、電子間相互作用の最新理論に基づく数値シミュレーションを実施した。

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引用元: 【量子力学】東大など、従来理論を覆す高温超伝導のメカニズムを発見

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1: 2016/01/13(水) 18:39:48.09  ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】世界初の超伝導技術を用いた重粒子線がん治療用の回転ガントリーが完成 -小型・軽量化に成功し、普及を目指す- - 日本の研究.com


発表のポイント

国立研究開発法人 放射線医学総合研究所(理事長:米倉義晴、以下「放医研」)と株式会社東芝(代表執行役社長:室町正志、以下「東芝」)は腫瘍に対して360度の任意の角度から重粒子線※1照射を可能とする、世界で初めて超伝導電磁石を採用した、軽量・小型の回転ガントリー※2を完成させ、放医研 新治療研究棟※3に設置しました。

重粒子線治療装置の一部である加速器や回転ガントリーは、大きな常伝導磁石を用いて高磁場を発生させて炭素イオンの粒子線を輸送・制御するため、装置が非常に大型となるのが課題でした。
そこで超伝導磁石を採用することで、従来の回転ガントリー(ドイツの重粒子線回転ガントリーは全長25m)と比べ、大幅な小型化・軽量化を実現しました。
超伝導電磁石を円筒形の回転体に搭載した本ガントリーは、直径11m、長さ13mです。(図1)。

本ガントリーは回転体を回すことでどの角度からでも重粒子線をピンポイントに照射できるので、従来のように治療台を傾ける必要がありません。
また、脊髄や神経などの重要器官を避けて細かく角度を調節し、多方向から照射することで、腫瘍への線量をさらに集中することが可能です。
治療時の患者の負担を軽減するだけでなく、治療後の障害や副作用の更なる低減が期待でき、より患者にとって優しい治療が実現できます。

なお、2016年1月9日(土)に重粒子線治療の世界的な普及を目指して、国内外の重粒子線がん治療に携わる医師や研究者が集まって開催される国際シンポジウム
「2nd International Symposium on Heavy-Ion Radiotherapy and Advanced Technology(主催:放医研、会場:アキバホール(東京都千代田区))」にて、放医研が本回転ガントリーの開発の他に臨床や基礎研究の成果を報告いたします。


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引用元: 【医療技術】世界初の超伝導技術を用いた重粒子線がん治療用の回転ガントリーが完成 小型・軽量化に成功し、普及を目指す

世界初の超伝導技術を用いた重粒子線がん治療用の回転ガントリーが完成 小型・軽量化に成功し、普及を目指すの続きを読む

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1: 2015/12/08(火) 21:31:33.34 ID:CAP_USER.net
【プレスリリース】50テスラ超強磁場まで維持される2次元超伝導状態を発見-相対論的効果により出現する新奇超伝導現象の解明- - 日本の研究.com
http://research-er.jp/articles/view/41312


発表者

•斎藤優 (東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻博士課程1年)
•中村康晴(新潟大学大学院自然科学研究科 数理物質科学専攻 博士課程2年)
•M. S. Bahramy(東京大学大学院 工学系研究科附属量子相エレクトロニクス 研究センター・物理工学専攻 特任講師/理化学研究所 創発物性科学 研究センター創発計算物理
研究ユニットユニットリーダー)
•小濱 芳允(東京大学 物性研究所 附属国際超強磁場科学研究施設 特任助教)
•笠原 裕一(京都大学大学院 理学研究科 物理学第一教室 准教授) 徳永将史(東京大学物性研究所附属国際超強磁場科学研究施設 准教授)
•野島勉 (東北大学金属材料研究所准教授)
•柳瀬 陽一(京都大学大学院 理学研究科 物理学第一教室 准教授)
•岩佐 義宏(東京大学大学院 工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター・物理工学専攻 教授 / 理化学研究所 創発物性科学研究センター 創発デバイス研究チーム
チームリーダー)


発表のポイント

•市販ネオジウム磁石の 100 倍以上の超強磁場中で維持される 2 次元超伝導体を発見。
•電子状態の第一原理計算とそれに基づく超伝導理論を用いることにより、実験結果を相対論的効果で説明することに成功。
•磁場中新奇超伝導現象の探索や磁場に強い超伝導材料開発への新機軸となることが期待。


発表概要

東京大学大学院工学系研究科附属量子相エレクトロニクス研究センター・物理工学専攻の岩佐義宏 教授(理化学研究所 創発物性科学研究センター 創発デバイス研究チームチームリ ーダー兼任)、M. S. Bahramy特任講師(理化学研究所創発物性科学研究センター創発計算 物理研究ユニットユニットリーダー)、同研究科物理工学専攻の斎藤優大学院生らの研究グ ループは、同大学物性研究所 徳永将史 准教授、京都大学大学院理学研究科 柳瀬陽一 准教授 と笠原裕一 准教授、東北大学金属材料研究所 野島勉准教授らと共同で、原子膜材料(注1)で ある二流化モリブデン(MoS2)の電気二重層トランジスタ(EDLT)構造(注2)において、 MoS2 表面に誘起される原子1層分の厚さの極めて薄い2 次元超伝導体が、層に平行な方向の 磁場に対して極めて強い耐久性を示すことを発見しました。

さらに、第一原理に基づく理論計 算(注3)により、この超伝導体では超伝導電子対のスピンが層に対し垂直方向に固定されてい る、前例にない特殊な超伝導状態が実現していることを初めて実証しました。

本研究成果は、 対称性が破れた 2 次元電子系における新奇超伝導という新たな学術分野を切り開く礎となる だけでなく、強磁場に対して極めて安定な超伝導材料を開発するための新機軸となることが期 待されます。

本研究成果は、英国科学雑誌『Nature Physics』のオンライン(平成 27 年 12 月 7 日版) に掲載されます。

本研究は科学研究費補助金特別推進研究などの支援を受けて行われました。

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引用元: 【物性物理学】50テスラ超強磁場まで維持される2次元超伝導状態を発見 相対論的効果により出現する新奇超伝導現象の解明

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1: 2015/12/02(水) 12:28:38.46 ID:CAP_USER.net
より高い超伝導臨界温度を実現する物質設計に新指針 | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20151201_2/
より高い超伝導臨界温度を実現する物質設計に新指針 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20151201_2/digest/


送電線もコンピューターの回路も、電流を通せば電気抵抗が生じ発熱します。送電線なら熱による電力のロスが生じ、これは送電線の距離が長くなればなるほど大きくなります。
また、コンピューターの作動にも熱は大きな障害です。CPUやメモリーなど計算処理に使われる半導体の発する熱は、ときには熱暴走を引き起こし、寿命の低下にもつながります。

発熱を抑えて電流を流すためには、電気抵抗がより少ない材料を見つけ出さなければなりません。電気抵抗がゼロになる超伝導体はそれに対する解答ですが、現時点では大気圧下で超伝導状態を示す最高温度(超伝導臨界温度)はマイナス140℃です。冷却や管理のコストがかかるため、応用は付加価値の高いものに限られています。

理研の研究者を中心とする共同研究グループは、この難問の解決に少しでも近づくため、超伝導臨界温度を上昇させようと試みました。材料として、最も高い超伝導臨界温度を示す水銀系超伝導酸化物を選びました。この材料に6方向から均等に圧力をかけることができる装置を用いて、高い圧力をかけながら電気抵抗を測定し、圧力による超伝導臨界温度の変化を調べました。

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引用元: 【物質科学】より高い超伝導臨界温度を実現する物質設計に新指針 超省エネルギー社会を可能にする室温超伝導を目指して

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1: 2015/11/12(木) 21:45:56.22 ID:???.net
硫化水素、セ氏零下70度で超伝導に 最高記録を更新 (朝日新聞デジタル) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151111-00000038-asahi-sci

画像
http://amd.c.yimg.jp/amd/20151111-00000038-asahi-000-1-view.jpg
超伝導状態の硫化水素の結晶構造のイメージ


 硫化水素に超高圧をかけるとセ氏零下70度で電気抵抗がゼロの超伝導状態になることをドイツの研究チームが発見し、大阪大学などと共同で、この状態にある硫化水素の結晶構造を突き止めた。

 ドライアイス(零下約80度)で冷やせる温度で、従来、超伝導が起きる温度の最高記録だった零下約110度を約20年ぶりに大幅に更新したことになる。超伝導はMRI(磁気共鳴断層撮影)やリニアモーターカーに使われる強力な電磁石などに役立つ。今回の発見は超高圧が必要ですぐに実用化はできないが、高温超伝導の研究を大きく進める成果だ。

 硫化水素は硫黄と水素の化合物。温泉などに含まれ、低濃度のガスだと腐った卵のような臭いがするが超高圧をかけると金属の状態になる。ドイツのマックスプランク研究所などが今年8月、約150万気圧をかけると零下70度で超伝導状態になったと、英科学誌ネイチャーに報告した。

 
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引用元: 【物性科学】硫化水素に超高圧をかけるとセ氏零下70度で超伝導状態に 最高記録を更新 ドイツの研究チーム、大阪大学など

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