超伝導積層薄膜構造における表面抵抗の磁場強度依存の研究

• 研究課題/領域番号: 17KK0100
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 久保 毅幸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (30712666)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2024
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
• キーワード: 超伝導加速器 / 超伝導 / 加速器 / 超伝導共振器 / 薄膜 / 表面抵抗 / Q値 / 加速空洞 / 積層薄膜

研究実績の概要

育児休業で研究を中断しており実績なし。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

1年目と2年目で、超伝導積層薄膜構造における表面抵抗のマイクロ波磁場強度依存の理論的理解を大きく前進させる事ができた。更に帰国後は、対破壊電流以下の任意の直流電流バイアス下での表面抵抗の理論を構築した。これらの理論は実験データを解析する際に非常に有用であり、実験データの解析へと進む準備が着実に進んでいる。しかしながら、その後のCOVID-19のパンデミックにより、海外との往来のが停滞し、海外研究所における実験が進んでいない。さらに、海外共同研究者とともに進める予定の実験データと理論の比較も出来ていない。加えて、2020年度後半から2023年度の後半まで約３年間の育児休業を取得し、最近まで研究を中断していた。

今後の研究の推進方策

2024年度から、研究を再開する。海外研究所との密なコラボレーションを復活させ、実験データの取得と、その解析を行うとともに、自身の研究所において実験環境を整備し、データを取得し、解析を進めたい。

研究成果

• [雑誌論文] 育児休業のすすめ：ニューヨークで専業主夫になった物理学者 (2023)
  • 著者名/発表者名: 久保 毅幸
  • 雑誌名: 加速器 巻: 20 号: 1 ページ: 50-56
  • DOI: 10.50868/pasj.20.1_50
  • ISSN: 1349-3833, 2436-1488
  • 年月日: 2023-04-30
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Tuning Critical Field, Critical Current, and Diode Effect of Narrow Thin-Film Superconductors Through Engineering Inhomogeneous Pearl Length (2023)
  • 著者名/発表者名: Kubo Takayuki
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 20 号: 3 ページ: 034033-034033
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.20.034033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Nonmagnetic Impurities and Subgap States on the Kinetic Inductance, Complex Conductivity, Quality Factor, and Depairing Current Density (2022)
  • 著者名/発表者名: Kubo Takayuki
  • 雑誌名: Physical Review Applied 巻: 17 号: 1 ページ: 014018-014018
  • DOI: 10.1103/physrevapplied.17.014018
  • 査読あり
• [雑誌論文] 対破壊電流密度概観 (2021)
  • 著者名/発表者名: Takayuki KUBO
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 56 号: 5 ページ: 277-282
  • DOI: 10.2221/jcsj.56.277
  • NAID: 130008090666
  • ISSN: 0389-2441, 1880-0408
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superheating fields of semi-infinite superconductors and layered superconductors in the diffusive limit: structural optimization based on the microscopic theory (2021)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 雑誌名: Superconductor Science and Technology 巻: 34 号: 4 ページ: 045006-045006
  • DOI: 10.1088/1361-6668/abdedd
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Superfluid flow in disordered superconductors with Dynes pair-breaking scattering: Depairing current, kinetic inductance, and superheating field (2020)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 雑誌名: Physical Review Research 巻: 2 号: 3 ページ: 033203-033203
  • DOI: 10.1103/physrevresearch.2.033203
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Weak-field dissipative conductivity of a dirty superconductor with Dynes subgap states under a dc bias current up to the depairing current density (2020)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 雑誌名: Physical Review Research 巻: 2 号: 1 ページ: 13302-13302
  • DOI: 10.1103/physrevresearch.2.013302
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 超伝導加速空洞の物理と課題、そして性能向上への理論的示唆 (2019)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 54 号: 4 ページ: 275-282
  • DOI: 10.2221/jcsj.54.275
  • NAID: 130007686708
  • ISSN: 0389-2441, 1880-0408
  • 年月日: 2019-07-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Field-dependent nonlinear surface resistance and its optimization by surfacenanostructuring in superconductors (2019)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo and Alex Gurevich
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 100 号: 6 ページ: 64522-64522
  • DOI: 10.1103/physrevb.100.064522
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 超伝導加速空洞の物理と課題、そして性能向上への理論的示唆 ー新規参入の誘いー (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 雑誌名: 低温工学 巻: 54
  • NAID: 130007686708
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 不均一な不純物分布による超伝導薄膜の臨界磁場、臨界電流、およびダイオード効果の向上 (2024)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] 磁性・非磁性不純物、表面の薄い常伝導層との近接効果、サブギャップ状態密度は、どのように超伝導デバイスの特性に影響を与えるか：表面抵抗、力学インダクタンス、対破壊電流の観点から (2024)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] 超伝導加速空洞の理論研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 第76回日本物理学会年次大会（オンライン）
  • 招待講演
• [学会発表] Overview of thin-film studies at KEK and Kyoto University (2021)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Saeki
  • 学会等名: 9th International Workshop on Thin Films and New Ideas for Pushing the Limits of RF superconductivity（オンライン）
  • 国際学会
• [学会発表] Development of 3 Ghz cavities at KEK (2021)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Saeki
  • 学会等名: 9th International Workshop on Thin Films and New Ideas for Pushing the Limits of RF superconductivity（オンライン）
  • 国際学会
• [学会発表] 超伝導加速空洞の高加速勾配・高Q値化のための理論的基礎 (2020)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 第17回加速器学会年会（オンライン）
  • 招待講演
• [学会発表] 粒子加速器のための超伝導共振空洞の高Q値化:空洞表面処理技術と理論研究 の現状 (2020)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 超伝導エレクトロニクス研究会（オンライン）
  • 招待講演
• [学会発表] ILCが切り拓く加速器新技術 (2020)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 日本物理学会2020年秋季大会（オンライン）
  • 招待講演
• [学会発表] BCS超伝導体の非線形表面抵抗のミクロな理論 (2020)
  • 著者名/発表者名: 久保毅幸
  • 学会等名: 第99回低温工学・超電導学会研究発表会（オンライン）
• [学会発表] Theory of field-dependent dissipative nonlinear conductivity in superconducting resonators (2020)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 学会等名: 10th ACASC / 2nd Asian-ICMC / CSSJ Joint Conference, Okinawa Convention Center (Okinawa)
  • 国際学会
• [学会発表] Field-Dependent Nonlinear Surface Resistance and Its Optimization by Surface Nano-Structuring of the SRF Cavities (2019)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo and Alex Gurevich
  • 学会等名: SRF2019, Dresden (Germany)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Field-dependent nonlinear surface resistance and its optimization by surface nano-structuring of the SRF cavities (2019)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 学会等名: The 19th International Conference on RF Superconductivity, Dresden (Germany)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A theory of field-dependent surface resistance and possibilities of engineering optimal SN and SIS surface nano-structuring of the SRF cavities (2018)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Kubo
  • 学会等名: The 8th International Workshop on Thin Films and New Ideas for Pushing the Limits of RF Superconductivity, the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Padova (Italy)
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] Google Scholar
  • URL: https://scholar.google.co.jp/citations?user=MN4RQIsAAAAJ&hl=ja&oi=ao
• [備考] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/kubotaka
• [備考] 超伝導空洞グループ
  • URL: https://www2.kek.jp/casa/srf/index.html
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/kubotaka
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/kubotaka/