高温超伝導体(読み)コウオンチョウデンドウタイ

デジタル大辞泉 「高温超伝導体」の意味・読み・例文・類語

こうおん‐ちょうでんどうたい〔カウヲンテウデンダウタイ〕【高温超伝導体】

従来金属超伝導物質より高い温度で超伝導状態を現す金属酸化物。1986年以降、90K(絶対温度)のものが発見され、冷却剤液体ヘリウムよりも安価な液体窒素を用いて実現できる。HTS(high-temperature superconductors)。

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化学辞典 第2版 「高温超伝導体」の解説

高温超伝導体
コウオンチョウデンドウタイ
high temperature superconducting materials

従来の,液体ヘリウム温度まで冷却してはじめて超伝導状態になる水銀(転移温度4.15 K)などに比べて,より高温で抵抗0の超伝導現象を示す材料.従来型の超伝導体は,すべて金属・半金属とその合金で,臨界磁場に達するまでは完全反磁性を示し,転移温度(Tc)でシャープに超伝導状態に転移する第1種の超伝導体である(常圧下の転移温度の最高はNb3Geの23 K).高温超伝導体は金属化合物と合金で,化合物の大部分が銅酸塩CuO22-を含む酸化物である.転移もある微小温度幅をもって起こり,臨界磁場以下でも部分的に磁束の侵入が起こることで,第2種の超伝導体に分類される.1986年にスイスのIBM研究所のAlex MüllerとGeorg Bednorz(1987年,ノーベル物理学賞受賞)が見いだした,最初の高温超伝導体は,ペロブスカイト型構造のセラミックスLa1.85Ba0.15CuO4で,転移温度は30 K であった.超伝導の機構はまだ十分わかっておらず,第1種の場合のs電子のクーパー対に対して,d電子クーパー対であると考えられている.1987年1月に,LaをYに置き換えただけで92 K に達し,以後,この系はYBCOとよばれるようになった.1995年に達成された(Hg0.8Tl0.2)Ba2Ca2Cu3O8.33の138 K が,定比化合物としては目下のところ最高の転移温度であるが(高圧下では160 K),2008年1月,(Sn1.0Pb0.4In0.6)Ba4Tm5Cu7O20+が181 K で超伝導に転移することが報じられた.Bi系(第1世代ともいわれる)のBi2Sr2Ca2Cu3O10(Tc = 110 K)では,2004年の時点で長さ800 m の線材が得られている.これを用いた送電ケーブルの通電試験が,電力中央研究所・東京電力・住友電工の協力で2001~2002年に日本で行われた.Y系(第2世代)のYBa2Cu3O7(Tc = 93 K)は100 m 長である.アメリカの老朽化した送電網の基幹部分を,高温超伝導ケーブル化する壮大な計画が,2030年完成をめざして動きはじめている.2001年1月,青山学院大学の秋光 純が発見した二ホウ化マグネシウムMgB2も第2種で,転移温度が39 K の最初の金属・合金系高温超伝導体である.資源的に大量に存在するうえ,結晶構造も簡単で,セラミックス系に比べて加工が容易であるため応用可能性が高く,世界中で競って線材化,薄膜化の研究が進められている.

出典 森北出版「化学辞典(第2版)」化学辞典 第2版について 情報

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