나리호 대학 대학원 이공학 연구과의 미우라 마사시 교수는 산업 기술 종합 연구소, 쇼와 전선 케이블 시스템 주식회사와 공동으로 고온 초전도체의 이트륨계 산화물 초전도 선재의 초전도층의 형성 프로세스를 개량해, 현시점에서 세계 최고의 자장 중 임계 전류 밀도를 실현했다.
모터나 발전기, MRI나 중립자선 가속기 등 의료기기 등 높은 자장이 가해지는 환경에서 사용하는 기기의 초전도 자석에는 자장 중에서도 높은 성능을 유지할 수 있는 선재가 필요하다.이트륨계 산화물 초전도 선재는, 다른 고온 초전도 재료에 비해 자장 중의 성능이 높지만, 선재가 고가인 것이나 고온·고자장에서는 자장 중의 임계 전류의 성능이 충분하지 않은 등의 과제 했다.
이번 연구그룹은 멀티코트라고 하는 공정(기판에 도포와 열처리를 반복하는 공정)에서 한번에 도포하는 막 두께를 종래의 150nm 이상에서 30nm까지 얇게 했다.이것에 의해, 형성되는 초전도층 중의 인공 핀 고정점을 종래의 약 20nm에서 약 10~13nm로 미세화할 수 있었다.그 결과, 액체 질소 온도(65K), 자기장 3테슬라 중에서의 임계 전류 밀도는 1㎠당 약 2만 암페어에서 100만 암페어로 향상되었다.
이 기본 원리를 바탕으로, 인공 핀 고정점 재료의 선택과 고농도화에 의해 추가적인 성능 개선에 성공해, 액체 질소 온도(65 K), 자장 3 테슬라 중에서의 임계 전류 밀도는 11 cm2당 400만 암페어 달성했다.이것은 현시점에서는 이트륨계 산화물 초전도 선재의 세계 최고치이다.또한, 임계 전류값은 360 암페어를 초과하였다.
이미 이트륨계 산화물 초전도 선재의 제조·판매를 실시하고 있는 쇼와 전선 케이블 시스템은, 이번의 성과를 베이스로 제품 개발을 실시할 예정.산총연과 성호대는 계속해서 고성능화 기술개발로 실용화를 지원한다고 한다.
