坂本進洋　超電導現象の研究者

サカモトノブヨシ | Sakamoto Nobuyoshi (sakamoto nobuhiro?)

超伝導とは、特定の金属や化合物（超伝導体）を冷やしていくと、突然電気抵抗がゼロになる現象だ。

電気抵抗がゼロになるのは、通常はばらばらに動き回る電子がペアを組んで移動するからで、この電子のペアを「クーパー対」、クーパー対の流れを「超伝導電流」という。

ニオブ-スズ（Nb3Sn）とニオブ-チタン（NbTi）磁石

YBCOのような高温超電導体(イットリウム(Y)を含む、90ケルビン(K)以上で超伝導転移を起こす化合物). 化学式はYBa₂Cu₃O₇

ジョセフソン接合(縁体で隔てられた2つの超伝導体からなるデバイス)

超伝導量子干渉素子（SQUID）

SQUIDは、極めて弱い磁場を検出できる高感度磁力計である。SQUIDは地質学から神経科学まで幅広い分野で使用されている。

坂本研究所：

フラ-レン超伝導体（　Fullerene Superconductors）？

HgPb 1223 ceramic superconductors　？

Ac susceptibility and magnetic relaxation in powdered MgB2 ？

1.医療イメージング

超電導磁石は磁気共鳴画像装置（MRI）の基幹部品である。ニオブチタン(NbTi)超電導体は、高分解能イメージングに必要な強力で安定した磁場を発生させるために一般的に使用されている。超伝導体の抵抗がゼロであるため、大きなエネルギー損失なしに効率的な動作が可能である。

MRI検査の概要

MRI（Magnetic Resonance Imaging、磁気共鳴画像法）は、強力な磁石と電波を使って体内の水素原子の動きを画像化する検査です。放射線を使用しないため、体への負担が少なく安全性が高いのが特徴です。CT検査と似た筒状の装置で行いますが、CTはX線を用いるのに対し、MRIは磁気と電波を利用します。

2.粒子加速器

超伝導材料は、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）のような粒子加速器に不可欠である。

ニオブ-スズ（Nb3Sn）とニオブ-チタン（NbTi）磁石は、光速に近い粒子ビームの操縦と集束に必要な強力な磁場を作り出すために使用される。

大型ハドロン衝突型加速器（LHC）は、世界最大かつ最高エネルギーの粒子加速器です。[1] [2]欧州原子核研究機構（CERN）が1998年から2008年にかけて、10,000人を超える科学者、100か国以上の数百の大学や研究所と協力して建設しました。 [3] LHCは、ジュネーブ近郊のフランスとスイスの国境の地下175メートル（574フィート）の周囲27キロメートル（17マイル）のトンネル内にあります。

3.エネルギー伝送

超電導ケーブルは抵抗ゼロで電気を送ることができるため、従来の銅ケーブルに比べてエネルギー損失を大幅に減らすことができる。YBCOのような高温超電導体は、超電導送電網での使用が検討されており、エネルギー配電に革命をもたらす可能性がある。

イットリウム系超伝導体（イットリウムけいちょうでんどうたい）とは、イットリウム(Y)を含む、90ケルビン(K)以上で超伝導転移を起こす化合物のことである。高温超伝導の中で銅酸化物高温超伝導に分類され、Y系高温超伝導体、Y系銅酸化物高温超伝導体とも書かれる。

化学式はYBa₂Cu₃O₇である。構成する元素の頭文字をとってYBCO（ワイビーシーオー）または、構成元素の物質量比（モル比）からY123（イットリウムいちにさん）とも呼ばれる。

初めて発見された液体窒素の沸点(77 K)を超える転移温度をもつ超伝導体であり、この発見以後、超伝導の研究が盛んに行われるようになった。

4.磁気浮上式（マグレブ）列車

超電導磁石は、磁気浮上式鉄道が線路の上に浮くことを可能にし、摩擦を排除して超高速走行を可能にする。YBCO超電導体を使用した日本のSC磁気浮上式鉄道は、時速600kmを超える速度を達成している。

5.量子コンピューティング

超伝導材料は、量子コンピューターの量子ビット（量子ビット）の中核をなしている。

ジョセフソン接合は、絶縁体で隔てられた2つの超伝導体からなるデバイスで、超伝導量子回路の重要な構成要素である。IBMやグーグルなどの企業は、この技術を活用して強力な量子プロセッサを構築している。

超伝導の演算素子「超伝導量子ビット」に使われているのが、ナノレベルの微細なデバイスである「ジョセフソン接合」（図1）だ。

二つの超伝導体の間に、絶縁体や半導体、あるいは金属の極めて薄い膜を挟んでいる。通常であれば、絶縁体や半導体には超伝導電流は流れないが、ジョセフソン接合では、片側の超伝導体から絶縁体や半導体を通って、反対側の超伝導体に超伝導電流が流れる。超伝導の量子コンピュータはこの現象を量子計算に利用している。また、超高感度磁気センサーなど、新たなデバイスへの応用も進められている。

6.エネルギー貯蔵

超電導磁気エネルギー貯蔵（SMES）システムは、超電導コイルから発生する磁場にエネルギーを貯蔵する。これらのシステムは、ほぼ瞬時に大量のエネルギーを放出することができるため、電力網の安定化やバックアップ電力の供給に理想的である。

7.科学研究

超伝導材料は、超伝導量子干渉素子（SQUID）などの高度な研究ツールに使用されている。SQUIDは、極めて弱い磁場を検出できる高感度磁力計である。SQUIDは地質学から神経科学まで幅広い分野で使用されている。

8.核融合エネルギー

超電導磁石は、ITERプロジェクトのような核融合炉でプラズマを閉じ込めるために不可欠である。YBCOのような高温超伝導体は、より効率的でコンパクトな核融合炉の開発に使用されている。

9.宇宙探査

超電導材料は、宇宙望遠鏡や検出器の極低温システムに使用されている。例えば、超伝導検出器は天体物理学で採用され、遠くの星や銀河からの微弱な信号を観測している。

10.産業応用

超電導材料は、産業用途の電気モーターや発電機に使用されている。これらのデバイスは従来のものよりも効率的でコンパクトであるため、風力タービンや電気自動車での使用に理想的である。

クリップ

研究分野 (1件)：電気電子材料工学

研究キーワード (2件)：超伝導材料 , Superconducting Materials

競争的資金等の研究課題 (4件)：

フラ-レン超伝導体のピン止め特性
高温励磁後の超伝導磁化緩和
Pinning Characteristics in Fullerene Superconductors
Superconducting Magnetic Relaxation After High-Temperature Magnetization

MISC (46件)：

Magnetic susceptibility studies of grains in HgPb 1223 ceramic superconductors 「共著」. Physica C. 2002. 378-381, 381
Ac susceptibility and magnetic relaxation in powdered MgB2 with several diameter sizes 「共著」. Physica C. 2002. 378-381, 234
Effect of grain alignment on magnetic properties of Hg(Re)-1223 sceperconductors 「共著」. Physica C. 2002. 372-376, 1876
Magnetic susceptibility studies of grains in HgPb 1223 ceramic superconductors (Jointly worked). Physica C. 2002. 378-381, 381
Ac susceptibility and magnetic relaxation in powdered MgB2 with several diameter sizes (Jointly worked). Physica C. 2002. 378-381, 234

学歴 (4件)：

- 1970 九州大学工学研究科電子工学（博士課程卒業）
- 1970 九州大学
- 1965 九州大学工学部電子工学(学部卒業）
- 1965 九州大学

学位 (2件)：

工学博士
Doctor of Engineering

委員歴 (1件)：

応用物理学会九州支部理事

所属学会 (4件)：

The Institute of Electrical and Electronics Engineers , 低温工学・超伝導学会 , 電気学会 , 応用物理学会

坂本進洋 SAKAMOTO Nobuyoshi

ORCID連携する *注記

研究者番号	80069509
その他のID
外部サイト
所属 (過去の研究課題情報に基づく) *注記	1998年度: 九州産業大学, 工学部・電気工学科, 教授 1997年度 – 1998年度: 九州産業大学, 工学部, 教授 1989年度 – 1991年度: 九州産業大学, 工学部, 教授
審査区分/研究分野	研究代表者電子・電気材料工学
キーワード	研究代表者 PIN POTENTIAL / HIGH-TEMPERATURE MAGNETIZATION / MAGNETIC RELAXATION / OXIDE SUPERCONDUCTOR / 酸化物超伝導体 / ピンポテンシャル / 本ポテンシャル / 高温励磁 / 磁化緩和 / 酸化物高温超伝導体研究代表者以外ピンニングポテンシャル / 超伝導デバイス / 高温超伝導体薄膜 / 電磁特性 / 電子デバイス / 高温超伝導体 / SQUID / 磁束クリ-プ / 磁束クリープ隠す