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高分解能μMRIへの応用を目指した脱着可能なBi系高温超伝導接合の臨界電流改善

研究課題

研究課題/領域番号 20K04584
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関米子工業高等専門学校

研究代表者

田中 博美  米子工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (60511491)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード電子・電気材料 / 解析・評価 / 特性改善 / 接合
研究開始時の研究の概要

本研究では“脱着可能な”Bi系高温超伝導接合で問題となっている低い臨界電流を改善し、高分解能μMRIの実用化を促進する。接合作製には圧着法と超伝導はんだ接合法を用いた簡単な手法を採用する。本研究の進展により、先端医療診断を安価に受けられる社会が実現できると期待される。

研究成果の概要

本研究では脱着式Bi系高温超伝導接合で問題となっている低い臨界電流の改善を目指した研究を行った。接合の作製には圧着法などの簡単な手法を採用し、接合作製における条件を最適化した。そして作製した接合の特性評価を行なった。なお、圧着法の前処理として、Bi系高温超伝導線材の最外皮である補強用金属材(補強材)を、非加熱で機械的に取り除く手法を施した。
実験の結果、ウェットエッチングにより補強材を除去する従来法に比べて補強材除去時における特性劣化を低減できることが明らかになった。また、作製した接合の超伝導転移温度は、接合作製前のBi系高温超伝導線材自身と同程度であり、線材特性が維持されていることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分解能μMRIは関節リウマチの早期発見など、幅広い分野での利用が可能であり世界中で研究が進められている。特に分解能100μm以上の高分解能μMRIは、コイル化し易いBi系高温超伝導線材をパンケーキ状に巻いて作製する。コイル間をゼロ抵抗で接続する必要があるが、現状では接合部の超伝導特性が低いという問題がある。本研究では、この接合部の超伝導特性を改善するため、補強材を非加熱で機械的に取り除く手法および圧着法の導入を行った。その結果、優れた高温超伝導接合を得ることに成功した。本研究の進展により、高分解能μMRIの実用化が促進され、先端医療診断を安価に受けられる社会の実現に寄与できたと考えている。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Automatic estimation of unknown chemical components in a mixed material by XPS analysis using a genetic algorithm2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Ryo、Yoshikawa Hideki、Nagata Kenji、Shinotsuka Hiroshi、Tanaka Hiromi、Iizuka Takeshi、Shouno Hayaru
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials: Methods

      巻: 2 号: 1 ページ: 91-105

    • DOI

      10.1080/27660400.2022.2061878

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modification of the synthesis of layered titanium chloride nitride2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masashi、Kataoka Noriyuki、Kobayashi Haruya、Fujioka Masaya、Oda Masaru、Yamamoto Aishi、Terashima Kensei、Nishii Junji、Tanaka Hiromi、Yokoya Takayoshi
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 153 ページ: 111896-111896

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2022.111896

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An MgB2 Superconducting Joint with its Own Heat-Treatment Schedule2021

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Tanaka, Yi Li, Yoonhyuck Choi, Dongkeun Park, Wooseung Lee, Hideki Tanaka, Juan Bascunan, and Yukikazu Iwasa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity,

      巻: 31 号: 5 ページ: 6200205-6200205

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3064517

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal Growth and High-Pressure Effects of Bi-Based Superconducting Whiskers2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ryo、Yamamoto Sayaka、Takano Yoshihiko、Tanaka Hiromi
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 号: 18 ページ: 12179-12186

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c00880

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concurrent synthesis and boron-doping of amorphous carbon films by focused ion beam-assisted chemical vapor deposition2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Ryo、Sadki El Hadi S.、Tanaka Hiromi、Yamamoto Sayaka、Adachi Shintaro、Younis Adnan、Takeya Hiroyuki、Takano Yoshihiko
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 730 ページ: 138704-138704

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2021.138704

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Persistent-mode operation and magnetization behavior of a solid-nitrogen-cooled MgB2 small-scale test coil towards a tabletop 1.5-T osteoporosis MRI2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Yoonhyuck、Park Dongkeun、Li Yi、Tanaka Hiromi、Lee Wooseung、Bascu??n Juan、Iwasa Yukikazu
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 33 号: 12 ページ: 125007-125007

    • DOI

      10.1088/1361-6668/abba07

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of a Magnet and Gradient Coils for a Tabletop Liquid-Helium-Free, Persistent-Mode 1.5-T MgB$_2$ Osteoporosis MRI2020

    • 著者名/発表者名
      Park Dongkeun、Choi Yoonhyuck、Li Yi、Lee Wooseung、Tanaka Hiromi、Bascunan Juan、Ackerman Jerome L.、Tanaka Hideki、Iwasa Yukikazu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 30 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2020.2981295

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Screening-Current-Induced Strain Gradient on REBCO Conductor: An Experimental and Analytical Study With Small Coils Wound With Monofilament and Striated Multifilament REBCO Tapes2020

    • 著者名/発表者名
      Li Yi、Park Dongkeun、Lee Wooseung、Choi Yoonhyuck、Tanaka Hiromi、Bascunan Juan、Iwasa Yukikazu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: 30 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2020.2974857

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 高温超伝導体の探索と実用化に向けた取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      松本 凌, 田中 博美, 高野 義彦
    • 学会等名
      2023年第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雰囲気制御によるBi系高温超伝導ウィスカーの育成2022

    • 著者名/発表者名
      田中 博美, 谷村 凌, 大田 修太郎, 武藤 浩行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小型 MRI の実現を目指した超伝導接合の特性改善2022

    • 著者名/発表者名
      櫃田 英治, 川崎 太楼, 松本 祐也, 田中 博美
    • 学会等名
      2022年度 応用物理・物理系学会 中国四国支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Size Improvement of Bi-based High Temperature Superconducting Whiskers under Stress-Controlled Condition2021

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, R. Matsumoto, S. Yamamoto, H. Muto, and Y. Takano
    • 学会等名
      Materials Research Meeting (MRM2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 応力を利用したBi系高温超伝導ウィスカーの育成2021

    • 著者名/発表者名
      田中博美,松本凌, 山本紗矢香, 高野義彦,武藤浩行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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