超伝導体の反磁性に着目した極微少磁場の遮蔽

屏蔽极小磁场，重点关注超导体的抗磁特性

• 批准号: 19K21877
• 负责人: 岩下 芳久
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K21877/
• 关键词: 極低温; 微少磁場遮蔽; マイスナー効果; 超伝導; 薄膜; 異方性磁気抵抗; 超伝導空胴; 信号多重; 信号多重化

磁場は多くの物理研究で重要な位置を占め、多くの物理実験の測定項目では微少磁場の制御を必要とする。超伝導加速空胴は小電力で高電界発生が可能だが、素材のニオブは第II種超伝導体であり、超伝導転移時に周囲磁束を捕捉すると運転時の損失が増加するため微少磁気遮蔽が重要である。更なる省電力化を目指す際、微少磁気遮蔽の強化は必須である。そこで、極低温における微小磁場の効果的遮蔽が重要となってくる。従来、磁気遮蔽には高透磁率磁性素材が使われるが、極低温用の素材も極低温、微小磁場領域では透磁率が下がり、磁気遮蔽効果が薄れる傾向がある。また、機械的歪みを嫌うなど取り扱いが容易ではなく、高価である。そこで、完全反磁性となる超伝導体のマイスナー効果に着目して微少磁場の遮蔽効果の研究を始めている。 極微小磁場の遮蔽の効果を見るためには、極低温下での高感度磁場測定が必要である。開発した、5個の高感度のAMR(Anisotropic-Magneto-Resistive)型の3軸センサーを極低温下で駆動して、信号多重化により電源含め、8本のケーブルで室温側に伝送するシステムは極低温下でFluxGate計測器とほぼ同レベルの信号が得られる。このシステムでNbシート表面での磁場分布測定セットアップを構築し、温度勾配を与えながら超伝導転移させる予備実験を行ったところ、温度勾配に比例する表面磁束変化が見られた(物理学会発表済み)。さらに温度勾配を付けるための改良を行い、試料の種類を増やして系統的な実験を進めている。いっぽう、磁束排斥の素過程の理解に重要な超伝導体の侵入長の簡易な測定研究を進めている。

Magnetic field more than は く の physics で な position を め and more important く の physical be 験 の measurement project で の は a small magnetic field suppression を necessary と す る. Super 伝 guide accelerating cavity は small power で high electricity industry 発 が だ possible が, material の ニ オ ブ は II of super conductor 伝 で あ り, super 伝 guide when planning to move に weeks 囲 magnetic beam を capture す る と transport planning の loss が raised when add す る た め micro magnetic 気 covered が less important で あ る. More なる electrification を aims for す fields, and minimal magnetic shielding <s:1> enhancement <e:1> must である. Youdaoplaceholder0 で で and the shielding effect of extremely low temperature における and tiny magnetic fields <s:1> is が important となってくる. 従, magnetic 気 covered に は rate through magnetic magnetic material が make わ れ る が, extremely low temperature の material も extremely low temperature, small magnetic fields で は through magnetic rate under が が り, magnetic 気 cover unseen fruit が thin れ る tendency が あ る. Youdaoplaceholder0, the mechanical distortion みを is not suitable for うな 価である taking また and handling が が is easy to で なく なく, high 価である. そ こ で, completely diamagnetism と な る super conductor 伝 の マ イ ス ナ ー unseen fruit に a mesh し の て a small magnetic field shielding unseen fruit の research beginning を め て い る. The effect of <s:1> shielding <e:1> by extremely small magnetic fields is を as shown in るために, and the determination of で high-sensitivity magnetic fields at extremely low temperatures is が necessary である. Open 発 し た, five の Gao Gan degrees の AMR (Anisotropic Magneto - Resistive type の 3 axis セ ン サ ー で を extremely low temperature dynamic し 駆 て, signal multiple に よ り power め, 8 this の ケ ー ブ ル で room temperature side に 伝 send す る シ ス テ ム で は extremely low temperature FluxGate meter sensor と ほ ぼ レ Youdaoplaceholder0 the が signal が gets られる. こ の シ ス テ ム で Nb シ ー ト surface で の magnetic field distribution measurement セ ッ ト ア ッ プ を build し, temperature hook を and え な が ら super 伝 guide planning move さ せ る reserve be 験 を line っ た と こ ろ proportion, temperature hook with に す る surface magnetic beam - see が ら れ た (institute of physics 発 table 済 み). さ ら に temperature hook with を pay け る た め の improved を い, sample の kinds を raised や し な て system be 験 を into め て い る. Youdaoplaceholder0 っぽう, understanding of the magnetic field repulsion process <e:1> に Important な super伝 conductor <e:1> intrusion into long <s:1> simple な measurement research を into めて る る る.

项目成果

Magnetic Field Shielding With Superconductors

超导体的磁场屏蔽

• DOI: 10.1109/tasc.2022.3167623
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY
• 影响因子: 1.8
• 作者: Y. Iwashita ;Y. Kuriyama;H. Tongu;and Y. Fuwa
• 通讯作者: and Y. Fuwa

超伝導材による微小磁気シールド

使用超导材料的微磁屏蔽

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩下芳久;栗山靖敏;頓宮拓;不破康裕
• 通讯作者: 不破康裕