2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of magnetic flux - voltage transformer for magnetic studies on room-temperature superconductors
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21K18606
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Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
Principal Investigator |
美藤 正樹 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60315108)
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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Keywords | 超伝導量子干渉素子 / 磁束計 / 高圧力実験 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、超伝導量子干渉素子(Superconducting Quantum Interference Device; SQUID)を用い、液体窒素温度から室温の温度域をカバーする「高圧力実験仕様の磁気測定システム」の開発を目指している。そのためには、SQUIDを用いて、磁束の変化を電圧の変化に変換するシステムの構築が必須であり、液体窒素中で駆動するSQUIDの立ち上げが重要な技術要素になる。 令和3年度に実施した項目は以下の通りである。 ・採択時の液体ヘリウムの市況や当研究室の研究開発状況を鑑み、申請書の内容を十分に検討し直した結果、申請調書に記載した海外製の高温超伝導製SQUIDではなく、国産で非接触検査等で実績のあるSUSTEC製の高温超伝導体製SQUIDの導入を決断し、その導入に成功した。半導体不足の現状の中で、海外製の高温超伝導製SQUIDはアフターケアの問題もあって見送らざるを得なかった。また、検出コイルの設計の自在性はSUSTEC製のSQUIDの方が高く上記の判断に至った。 ・高圧力実験仕様に開発したコイル振動型SQUID磁束計への高温超伝導体製SQUIDの導入のため、高温超伝導体製SQUIDとマッチする検出コイルの仕様を検討した。コイル振動型磁束計ではコイルを100Hzレベルの振動数で振動させるため、100Hz以上での周波数帯域で磁束を出力電圧に変換する効率を、考えられるすべてのコイル形状に対して計算した。その後、代表的な形状のコイルを試作し、導入した高温超伝導体製SQUIDと接続した際の磁束電圧変換効率を実際に計測した。 ・磁束-電圧変換時のノーズ軽減のために、磁気シールドとリン青銅製低温同軸ケーブルの調達も進めた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
限られた予算内で、現在の研究環境におけるベストな技術導入を決断し、その導入に成功したため。
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Strategy for Future Research Activity |
高温超伝導体製SQUIDを磁束計に組み込むには、磁気シールドやノイズ軽減用のリード線などの周辺パーツの準備が必要である。まず、ノイズ軽減に向けて、論文等では公表できない諸技術要素の開発を開始できる段階に到達することが出来た。令和4年度は、まず常圧実験を想定した試験用クライオスタットの製作を行い、ノイズ軽減技術の要素技術を開発する。
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Causes of Carryover |
半導体不況の影響を受け、発注済のFLL回路の納品が令和3年度中に行われていない。高温超伝導製SQUID、磁気シールド、低温同軸ケーブルといった高額備品の調達手続きは終わっているが、それ以外に数万円レベルでの残予算が生じた。その残予算は、有効利用のため翌年に持ち越した。
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