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超伝導多層膜構造中の磁場分布測定

研究課題

研究課題/領域番号 26800157
研究種目

若手研究(B)

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) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード超伝導 / 加速器 / 超伝導加速空洞 / 多層膜
研究成果の概要

本研究は超伝導層と絶縁層からなる多層膜構造を加速空洞内面に導入する事で、バルクのニオブを上回る加速電場とQ値が実現するための基礎研究である。実験面では、多層膜試料の分析により現実の試料形状を確認した。更に転移温度測定装置を立ち上げ、試料の質の評価と成膜条件へのフィードバックを可能とした。 理論面では、各層が理想的に平坦な場合を仮定して準古典理論に基づいて最大加速電場を評価し、適切な材料の組み合わせと最適膜厚を示した。実験データとの精密な比較のため、表面のナノからサブミリメートルの凹凸の影響を評価した。更に空間的温度勾配下での冷却による磁束排除現象を理論的に解析し、実験と合うモデルを提案した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Jefferson lab(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Multilayer coating for higher accelerating fields in superconducting radio-frequency cavities: a review of theoretical aspects2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology

      巻: 30 号: 2 ページ: 023001-023001

    • DOI

      10.1088/1361-6668/30/2/023001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dependence of trapped-flux-induced surface resistance of a large-grain Nb SRF cavity on spatial temperature gradient during cool-down through Tc2016

    • 著者名/発表者名
      Shichun Huang, Takayuki Kubo, and R. L.Geng
    • 雑誌名

      Physical Review Accelerators and Beams

      巻: 19 号: 8 ページ: 082001-082001

    • DOI

      10.1103/physrevaccelbeams.19.082001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flux trapping in superconducting accelerating cavities during cooling down with a spatial temperature gradient2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016 号: 5 ページ: 053G01-053G01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw049

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Field limit and nano-scale surface topography of superconducting radio-frequency cavity made of extreme type II superconductor2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 号: 6 ページ: 63G01-0

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv082

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetic field enhancement at a pit on the surface of a superconducting accelerating cavity2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 号: 7 ページ: 073G01-073G01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv088

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] The Next Technologies2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      GARD-SRF Roadmap Workshop
    • 発表場所
      Illinois (USA)
    • 年月日
      2017-02-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Next SRF Technologies2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      The International Workshop on Future Linear Colliders (LCWS2016)
    • 発表場所
      Aiina (岩手・盛岡)
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reaching higher gradients in bulk Nb with nano-layer coating2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      TESLA Technology Collaboration (TTC) meeting
    • 発表場所
      Saclay (France)
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic fields in bulk, film, and multilayer superconductors in front of a multi-turn coil2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 7th International Particle Accelerator Conference, IPAC16
    • 発表場所
      Busan (Korea)
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model to explain the role of thermal gradient in flux expulsion efficiency2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      TESLA Technology Collaboration (TTC) meeting, Menlo Park, CA, USA (2015)
    • 発表場所
      Menlo Park (USA)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theory of multilayer coating for proof-of-concept experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 16th International Conference on RF Superconductivity, SRF2015
    • 発表場所
      Whistler, BC, Canada
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theory of multilayer coating for proof-of-concept experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 17th International Conference on RF Superconductivity, SRF 2015, Whistler, Canada (2015)
    • 発表場所
      Whistler (Canada)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Model of Flux Trapping in Cooling Down Process2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 17th International Conference on RF Superconductivity, SRF 2015, Whistler, Canada (2015)
    • 発表場所
      Whistler (Canada)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Field Limit and Cavity Surface Conditions: Nano-Scale Topography and Submillimeter Pit2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 17th International Conference on RF Superconductivity, SRF 2015, Whistler, Canada (2015)
    • 発表場所
      Whistler (Canada)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Field limit and nano-defects covering material surface2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      TESLA Technology Collaboration (TTC) meeting
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Vortex-penetration field at a groove with a depth smaller than the penetration depth2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 27th Linear Accelerator Conference, LINAC14
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Superconducting nano-layer coating without insulator2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 27th Linear Accelerator Conference, LINAC14
    • 発表場所
      Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Review of the multilayer coating model2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 5th International Particle Accelerator Conference, IPAC14
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional models of the magnetic-field enhancement at pit and bumps2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kubo
    • 学会等名
      the 5th International Particle Accelerator Conference, IPAC14
    • 発表場所
      Dresden, Germany
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/kubotaka/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/kubotaka/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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