高温超電導酸化物の応用
Application of high-temperature superconducting oxides

　超電導技術グループでは、極低温で電気抵抗がゼロとなる超電導現象、特に、液体窒素温度で使える高温超電導体の産業応用を目指し、超電導材料の作製・評価技術の開発や物性研究・理論研究、冷却技術・応用技術の研究開発を行なっています。

超電導薄膜限流器
Fault current limiters using superconducting thin films

　電力ネットワークの安定化に大きな効果をもたらすことが期待される超電導限流器の開発は、大容量電力供給網の実現、安定化に不可欠な基盤技術です。その一方式であるＳＮ転移抵抗型超電導限流器の実現には、高い臨界電流特性を有する大面積超電導薄膜とそれを有効利用する高性能限流素子の開発が不可欠です。

　超電導体は、超電導状態においては電気抵抗ゼロで大きな電流を流すことができますが、ある決まった電流値（臨界電流 Ic）より大きな電流を流すと電気抵抗が発生します。さらに電流を大きくして行くと、発生する熱のため超電導体の温度が上昇し、常電導状態になって、さらに大きな電気抵抗を生じます。このような超電導体の特徴を生かして、通常時は抵抗ゼロで、電力系統の短絡事故時に大きな抵抗を発生して事故電流の増大を抑制するような限流器を作ることができます。これは、超電導体の超電導−常電導（ＳＮ）転移現象を利用することから、ＳＮ転移抵抗型超電導限流器と呼ばれています。

サファイア基板上大面積超電導薄膜と薄膜限流素子
Large-area superconducting films on sapphire substrates and fault-current limiting elements

　高温酸化物超電導体の大面積薄膜を作製し、それを電力機器（薄膜限流器、右参照）や通信デバイスなどに応用するための研究がグループの主要なテーマです。

　1 cm 幅に100 A 以上の電流をゼロ抵抗で流せるような超電導薄膜を限流素子用基板として優れたサファイア上に作製することを目標として、大面積膜作製・評価技術の開発を行っています。また、高いパワー密度を有する限流素子の開発を進めています。さらに、高周波デバイスの実用化の促進のため、超電導膜の表面抵抗の測定法標準化、大電力マイクロ波に対する測定についての研究を行っています。

超電導体の臨界電流を決める磁束ピン止め現象
Flux-pinning that determines critical currents of superconductors

　超電導体では、その臨界電流 Ic を越えると電気抵抗が生じますが、これは、通電電流や外部磁界によって超電導体内部に量子化磁束が生じ、磁束密度と電流の積であるローレンツ力で量子化磁束が動くからです。大きな臨界電流を得るためには、量子化磁束が動かないように、高濃度の結晶格子欠陥（磁束ピン止めセンター）を超電導体に導入する必要があります。我々は、酸化物超電導薄膜においてどのような欠陥が磁束ピン止めに有効であるかを解明して、高い臨界電流を実現することを目指しています。