2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K15217
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
土屋 雄司 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50736080)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超伝導体 / 高温超伝導体 / 整流効果 / ダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高温超伝導薄膜における臨界電流の非対称性のメカニズムを解明する。省エネルギー電力機器の問題を根本から解決する超伝導応用の新たな機能性として超低消費電力で 動作する超伝導ダイオードの開発が期待される。その軸として、申請者らが発見した超伝導 ダイオード特性について、その発現メカニズムを解明する。計画している研究項目は、(A) 超伝導ダイオード特性を発現する高温超伝導薄膜のナノ構造分析、(B) 超伝導ダイオード素子の設計および整流効果の実証、の2つである。
本年度は、(B) 超伝導ダイオード素子の設計および整流効果の実証に向けて、高温超伝導REBCO薄膜を用いて外部電磁石のない環境で整流を行うために永久磁石を素子に内蔵し超伝導体に磁場を印加することで単体で動作する超伝導ダイオード素子を設計し、整流動作を実証した。整流動作試験は名古屋大学にて液体窒素中にて行った。
結果、超伝導ダイオードは1A級の整流効果を示し、直流入力信号にて非対称な臨界電流を示し、かつ10kHzまでの交流入力信号に対して1mV/cm級の直流出力信号を示した。以上の成果は、高温超伝導体を用いた超伝導ダイオードは応用に向けて素子単体で信号を整流することを示しと襟、本研究の目的である高温超伝導薄膜における臨界電流の非対称性のメカニズムを解明と、超伝導応用に向けた超伝導ダイオード素子の開発において、新たな手法を提案した点で重要な実験結果である。
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