高温超伝導体を用いた77K以下の新しいペルチェ冷凍方式の研究

高温超导77K以下新型帕尔贴冷冻方法研究

• 批准号: 06650006
• 负责人: 橋本 巍洲
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650006/

本研究は、77K以下の低温域で動作する低温ペルチェを研究したものである。このような低温域においては、性能指数zの良いn型半導体としてBi-Sb系があるが適当なP型半導体材料がない。したがって本研究においては、P型素子の代りに酸化物超伝導体を用いた。この超伝導体は、発電あるいは冷凍には何等の帰与もしないが、熱伝導度が低い、carrierの担体という意味からpassiveな素子として使用したものである。本研究では、先ず均質な組成を持つBi-Sb系合金単結晶の作製を行った。特に起電力が大きいのは、Bi-Sb系単結晶の3回軸方向であり、この方向に長い単結晶を作製した。また酸化物超伝導体としてはBi-2223系試料をジャパン・エナジ-の中央研究所から提供をうけ、これを用いた。この両者によって構成されたペルチェ素子を用い、77Kからの冷却実験を行い、約8Kの温度低下、すなはち69に到達することができた。最低到達温度を低下するためには、Bi系超伝導の素子の径を小さくしなければならない。我々の結果を基にした理論計算によると、径を半分にすると15Kの低下が可能なことが予測された。またこれ等素子を5段重ねることにより、10K領域の温度低下が可能であることが明らかになった。

In this study, で, <s:1> low-temperature range below 77K, で action, する low-temperature ペ チェを チェを research, <s:1> た である である である. こ の よ う な cryogenic domain に お い て は, good performance index z の い n-type semiconductor と し て Bi - Sb が あ る が appropriate な p-type semiconductor materials が な い. Youdaoplaceholder0 たがって in this study, にお て て て を, p-type nuclide <s:1> に acidified super伝 conductor を is used for を た た. こ の super 伝 は, 発 electric conductor あ る い は frozen に は how の 帰 and も し な い が, low thermal 伝 conductance が い, carrier の supporter と い う mean か ら passive な element child と し て use し た も の で あ る. In this study, で で and ず were first homogenized な to form を and <s:1> Bi-Sb series alloy 単 crystals で were fabricated. To produce に large electric が に <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> を, <s:1> た of the Bi-Sb series 単 crystals <s:1> in the 3-axis direction であ, and に long <s:1> 単 単 crystals を in the <s:1> direction た た. ま た acidification for 伝 conductor と し て は Bi - 2223 series sample を ジ ャ パ ン · エ ナ ジ - の central institute か ら provide を う け, こ れ を with い た. こ の struck the に よ っ て constitute さ れ た ペ ル チ ェ element child を い, 77 k か ら の cooling be 験 を line い, about 8 k の temperature is low, す な は ち 69 に arrive す る こ と が で き た. The minimum arrival temperature is を low するために, and the Bi series is super 伝. The diameter of the gas element is を small さく なければならな なければならな. I 々 の results を に し た theoretical calculation に よ る と, diameter を half に す る と low の が May 15 k な こ と が be さ れ た. ま た こ れ element such as child を five period of heavy ね る こ と に よ り, 10 k の low temperature may が で あ る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

T.Nakano,T.Hashimoto: "Refrigeration Character of New type Peltier Rifrigerator using High Tc(BiPb)_2Sr_2rCa_2Cu_3O_y Supereonducter" Jpn.J.Appl.Phys.33. L1728-L1731 (1994)

T.Nakano，T.Hashimoto：“使用高 Tc(BiPb)_2Sr_2rCa_2Cu_3O_y 超导器的新型 Peltier 制冷机的制冷特性”Jpn.J.Appl.Phys.33。