高圧ねじり合成法により超伝導体の新たな合成技術が実現！

高圧ねじり合成法により超伝導体が進化！

九州工業大学大学院工学研究院の美藤正樹教授が率いる研究チームが、新たな超伝導体の合成に成功した。この研究は、福岡大学とともに行われ、高圧下でせん断ひずみを加える「高圧ねじり合成法」を用いて、イットリウム系銅酸化物超伝導体の超伝導転移温度を従来の約90Kから130Kに引き上げた。この成果は超伝導材料の開発において新たな可能性を示すものであり、今後の展望も期待される。

研究の背景

超伝導とは、物質が電気抵抗ゼロの状態になる現象で、この特性を発揮する物質の中には銅酸化物超伝導体が含まれる。特にイットリウム元素を含むYBa2Cu3O7-δは、93Kという比較的高い超伝導転移温度を持っているため、多くの研究がなされてきた。しかし、この材料の合成プロセスは、918℃以上で焼成する必要があり、材料を扱う上での難易度が高い。

研究の内容

研究チームは、高圧ねじり合成法を用いて、これまでに見られなかった構造を持つYBa2Cu3O7-δを合成することに成功した。具体的には、高圧縮場でせん断応力を加え、物質の構造を変化させた。これにより、通常では得られない特性を持つ超伝導体が創出されたのだ。特に、このプロセスでは、転移温度を130Kに引き上げることができた。これは、既存の合成法から大きな進展と見ることができる。

研究成果の影響

今回の発見は、超伝導材料の特性に対する理解を深めるだけでなく、実用化の道も開くものだ。この成果が実用化されれば、電力送電や高性能な超伝導磁石の開発に寄与する可能性がある。さらには、社会実装が進むことで、我々の生活に革新をもたらすことが期待される。

今後の展開

現在、研究チームはJSTによるスタートアップ創出プログラムの支援を受け、社会実装に向けた取り組みを進めている。特に、液体窒素温度よりも50K以上も高い超伝導転移温度を持つという特性に注目し、さらなる研究と試験が行われている。高圧ねじり合成法の可能性を最大限に引き出し、今後の材料開発につなげていきたいと考えている。