第 82 回応用物理学会秋季学術講演会報告
大分類 11 超伝導
11.1「 基礎物性（材料系） 」 では、15 件の⼝頭発表があった。
銅酸化物超伝導体関連 7 件、鉄系超伝導体関連 4 件、層状ダイカルコゲナイド関連 2 件、ダイヤモンドアンビルセルによる新しい合成・計測装置の開発等に関するもの 2 件であった。
層状ダイカルコゲナイドへのインターカレーションに関する研究報告が 2 件あった。超伝導体を⼈⼯超格⼦から設計するという独⾃の⼿法によって⾼い超伝導転移温度が実現できる可能性について報告があり，⾼温超伝導体を探索する上での新たな⼿法として期待される。K の存在によって作製が難しい(Ba，K)Fe2As2 の薄膜をバッファー層を⽤いることで，結晶性の⾼いものが得られたという報告があった。 バイ
クリスタル基板上に Fe(Se,Te)薄膜を作製し，粒界の接合⾓依存性について系統的に調べたという報告があった。 極薄膜において⾼い超伝導転移温度が報告されている FeSe についてパルスレーザー堆積法によって薄膜の作製に成功したという報告があった。 Fe(Se,S)において S を置換することで⽣じる⾯内歪によって磁気転移点に変化が起こることが報告された。ダイヤモンドアンビルセル内で，圧⼒を印加し，加熱ができ，電気抵抗の測定ができる装置や電気抵抗測定と X 線回折測定が同時に⾏える装置に関する報告があり，超⾼圧下でのその場(in-situ)測定の敷居が⼤きく下がることが期待される。
圧⼒合成によって CuSr2CaCu2O7-δ の良質な試料が得られたという報告があった。Y-124 に Ca と Srを置換し，超伝導転移温度等の特性を系統的に調べたという報告があった。銅酸化物や MgB2 を作製する際の熱処理前の粉末に圧⼒を印加することで，より稠密な試料が得られるという報告があった。
Eu-123 単結晶を含⽔蒸気酸素雰囲気中で熱処理することで，酸素拡散が⾼速化し，これが試料内に⽣じる積層⽋陥によるものであるという報告があった。Dy-123 に 10T の間⽋回転磁場を印加した試料について， 透過電⼦顕微鏡によって配向していることを直接観測したという報告があった。Pr-247の NMR スペクトルをより⾼精度に測定することに成功し，CuO2 ⾯が超伝導に寄与していないというより確実な証拠が報告された。
銅酸化物と鉄系を中⼼に様々な議論が活発に展開された。 また，最近注⽬されている超⾼圧下での超伝導研究について，これを⼤きく進展させる可能性のある装置開発や⼈⼯超格⼦を⽤いた超伝導体の設計といった超伝導研究の新たな⼿法に関する研究も報告され， 実りのある講演会であった。
11.1「 基礎物性（デバイス）」 では、Bi 系固有接合関連およびジョセフソン電流の磁場依存性に関する 7 件の⼝頭発表があった。固有接合関連の発表はすべてテラヘルツ放射に関係する報告であり，結晶性と放射特性，アレイ化した固有接合の放射特性，アレイ化した固有接合の同期現象の解析，ウィスカー単結晶を⽤いた発振素⼦の作製に関する発表が⾏われた。ジョセフソン電流の磁場依存性では斜め磁場下におけるジョセフ線電流分布，局所電流注⼊が⼲渉効果に与える影響に関する解析結果が報告された。
11.2「薄膜，厚膜，テープ作製プロセスおよび結晶成⻑」では 9 ⽉ 12 ⽇に 21 件のオンラインでの⼝頭発表と 9 ⽉ 22 ⽇に 3 件のオンラインでのポスター発表があった。内訳は、Bi 系で３件、フッ素フリーMOD(FF-MOD)法 REBCO 膜で 5 件、鉄系超伝導膜で１件、REBCO 膜の臨界電流

⾮対称特性で２件、REBCO 膜の接合で 1 件、REBCO 膜ピンニングで 6 件、REBCO 厚膜で 1 件、中間層で 2 件、MgB2 膜で 2 件、V3Si 膜で 1 件であった。橋本(⾦沢⼤)らは、Bi2201 及びBi2212 薄膜に対して、⽔リフトオフ(WLO)を⽤いて選択成⻑・マイクロパターニングを試みた。パターニン
グされた Bi2201・Bi2212 は SrTiO3 基板上にヘテロエピ成⻑し、パターニングによる結晶性の低下は確認されず、良好なオーミックが得られたため、WLO プロセスは選択成⻑・パターニングに有効であると報告した。瀬川 (⻘学⼤)らは、FF-MOD 法を⽤いて作製した IBAD 基板上 REBCO 薄膜の⾼ Jc 化について検討した。酸素分圧、焼成時間・温度を制御することで 77 K、⾃⼰磁場において、Jc > 2MA/cm2 を⽰した。clad 基板と IBAD 基板では、成⻑条件に⼤きな変化はないが、⾯内配向度の⾼い IBAD 基板の⽅が、Ic が⾼くなる傾向にあると報告した。浅尾(阪⼤)らは、A15 型超伝導物質 V3Siに着⽬し、分⼦線エピタキシー法を⽤いて強誘電体基板上への V3Si 薄膜の作製に取り組んだ。強誘電体 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)(111)基板上に Pd バッファー層を挿⼊した V3Si 薄膜は、7.5~8.5 K の Tc を⽰した。Pd バッファー層のない V3Si 薄膜では超伝導が観測されなかったことから、Pd バッファー層を⽤いることが重要であると報告した。⽔野(九⼯⼤)らは、GdBCO 膜への Ca ドープが超伝導特性に与える影響について調べた。Ca ドープによって Tc は低下したが、40 K において、pureGdBCO 膜よりも⾼い Jc を⽰した。また、Ca5%-GdBCO ターゲット(mix ターゲット)と pureGdBCO+CaO ピースを⽤いたターゲットでは、mix ターゲットの⽅が、Ca が均⼀にドープされると報告した。美和(名⼤)らは、PLD 法と液相法を組み合わせた Vapor-Liquid-Solid(VLS)成⻑法における液相の枯渇を防ぐため、液相を成膜途中に供給する⼿法を⽤いて、YBCO 厚膜を作製し、結晶配向性や磁場中特性の評価を⾏った。２回⽬の液相を 15s 供給することで⾼い Jc を維持することができた。また、複数回液相を供給することで、8.4μm において、70 K、2.5 T で Ic = 231.6 A/cm2-width を⽰し、厚膜化による⾼ Ic 化に有効であることを報告した。
11.3「臨界電流・超伝導パワー応⽤」では 9 ⽉ 11 ⽇の午後に 10 件のオンラインでの⼝頭発表があった。臨界電流特性の改善・機構解明で 7 件、計測評価で 1 件，接合特性で 2 件の発表があった。
齋藤（成蹊⼤）らは，TFA-MOD 法(Y,Gd)BCO 線材に対して，様々な種類の BaMO 材料を⽤いてナノ粒⼦の密度とサイズの制御を試み，超伝導特性やピンニング特性に与える影響について報告した。約 7 nm の BHO ナノ粒⼦が導⼊されたとき，磁束線のコアサイズに対して 1-3 倍となる温度領域が最も広くなり，この領域で磁場中 Jc が⾼くなることを⽰した。原⽥（成蹊⼤）らは，BZO，BHOをドープした MOD 法(Y,Gd)BCO 線材の臨界電流密度の膜厚依存性について報告した。半値幅および Tc ともに膜厚に対する変化がない試料において Jc の膜厚依存性は，酸素⽋損およびナノ粒⼦によるピン⽌めにピン⽌め体積の次元性を考慮し，これに双晶⾯によるピン⽌めを合わせたモデルにより説明でき，ナノ粒⼦のサイズ，密度が Jc の膜厚依存性にも⼤きく影響することを⽰した。岡⽥（東北⼤）らは，有限の⻑さをもつ柱状ピンと楕円状の渦⽷コアが様々な⾓度で相互作⽤するときの要素的ピン⼒を数値的に求め，Jc の磁場⾓度依存性に与える影響について議論した。有限の⻑さの柱状ピンのアスペクト⽐で柱状ピンによるピークの形状が変化し，ナノロッドで⾒られる振る舞いと⼀致することを⽰した。また柱状ピンの端部の形状が，柱状ピンに垂直な磁場での Jc に⼤きく影響を与える可能性についても述べた。

東北⼤の淡路らは，鉄系超伝導線材において B||tape で顕著となる，励磁・減磁で現れる Jc のヒステリシス特性のメカニズムを明らかにするために，Jc の磁場⾓度依存性から調べた。磁場の回転⽅向によって現れる Jc の磁場⾓度依存性のヒステリシスは，粒界弱結合に起因し，c 軸⽅向の電流パスだけでなく，ab ⾯⽅向の電流パスも考慮することで定性的に説明できることを⽰した。物材機構の伴野らは，NbTi-Nb3Sn 超伝導接合において従来の Pb や Cd を⽤いない⽅法について報告した。媒介物質として Nb-Hf を⽤いて，Nb3Sn 側では化学的に結合，NbTi 側では機械的に結合させることで，Pb フリーの超伝導接合を実現できることを⽰した。
11.4「アナログ応⽤および関連技術は、まず 9/11(⼟)午後に SQUID セッションが⾏われ、5 件の発表が⾏われた（参加者約 30 名）。⾦沢⼯⼤の河合らは、磁束伝達型 SQUID のダブルループ構造２種類について、マイクロテスラ以上の⼤きな外部磁場に対する構造依存性の検討を⾏い、並列ループ構造では接合に平⾏な磁場成分が侵⼊することを明らかとし、8 の字ループ構造の⽅がより適していることを報告した。豊橋技科⼤の林らは、FIB を⽤いた⾼温超伝導ナノブリッジ型のジョセフソン接合の作製について報告した。膜厚 50nm 及び幅 80-150nm の YBCO 素⼦を作製し、200-600uA の臨界電流制御と 77K におけるシャピロステップの観測に成功した。同じく江畑らは、STM プローブを⾼温超伝導体（YBCO）に置き換えることを⽬指し、⾓棒加⼯及び尖鋭化に取り組み、組成⽐の調査を⾏った
結果、FIB 加⼯における Ga の表⾯への混⼊を確認した。
9/12(⽇)午前のセッションでは、SIS 増幅器、薄膜、光⼦検出器に関する 7 件の発表が⾏われた（参加者約 30 名）。国⽴天⽂台の⼩嶋らは、マイクロ波帯の SIS 増幅器に関し、2 つの SIS ミキサにより構成される素⼦の開発について報告した。低雑⾳化とリップル低減を⽬指し、低雑⾳ミリ波アイソレータの挿⼊による改善が明らかとなった。情通機構の川上らは、Nb3Ge 膜成膜時の基板加熱法を検討し、ヒーターと基板間に炭素膜を挟むことで基板加熱の⾼効率化が可能なことを⽰した。産総研の三澤らは、収束ヘリウムイオンビームによる YBCO ジョセフソン接合作製を⽬指し、ビーム照射エネルギー量により超伝導性の系統的制御が可能なことを報告した。九⼤及び産総研の各グループより TES に関し、位置検出型デバイス⽤シミュレータ開発や特性評価等について報告があった。特に産総研の服部らは、TES のエネルギー分解能として世界最⾼となる 0。073eV を達成した上で、ノイズの解析を⾏い電流ノイズでは説明できない要因（フォノン︖）が含まれていることを明らかにした。北⾒⼯⼤の⻄川らは、MoN-SNSPD の作製と評価を⾏い、システム検出効率で 37%の達成を報告した。今後、ピッチ幅及び膜厚の最適化により効率改善が期待される。
11.5「接合，回路作製プロセスおよびデジタル応⽤」では、計 15 件の発表があり、14 件がオーラルセッション、1 件がポスターセッションにおいて発表された。オンラインで⾏われた⼝頭セッションでは参加⼈数は 30 名を超え、通常開催の場合の平均の参加⼈数よりも多い印象であった。
横浜国⼤からは断熱的磁束量⼦パメトロンを⽤いたさまざまな応⽤の提案があった。ジョセフソンパラメトリック発振器によって構成される超伝導量⼦アニーリングの読み出し、ストカスティック積和演算を⾏う回路の設計とその動作報告があった。横国⼤からは超伝導単⼀磁束量⼦回路による周波数同期の実証と、線形分離不可能な論理ゲートを実現する⾮同期ゲートの提案もなされた。名古屋⼤学からは磁性ジョセフソン接合を⽤いることによって可能になる半磁束量⼦回路に関して、マトリックスメモリの設計とその評価の報告がなされた。これは⼤規模かつ⾼速読み出しが可能なランダムアクセスメモリを実現するものとして今後の展開が期待できる。他にも⾼臨界電流密度プロセスを⽤いた単⼀磁束量⼦回路を⽤いた並列加算器の実証の報告もなされた。さらに名古屋⼤学からは、外部磁場を増強することができるSQUID 素⼦の提案があり、透磁率の増加または回路間の結合強度を増加できる素⼦として注⽬される。広島⼤学からはジョセフソン接合を含む伝送線路を⽤いてブラックホールレーザーを実現する提案がなされた。これは新たな応⽤への展開が期待できる極めて新規な提案であり、今後の研究の進展と実験による実証が楽しみである。
本報告は、⻑尾雅則（⼭梨⼤学）、加藤孝弘（⽮崎総業）、尾崎壽紀（関⻄⼤学）、末吉哲郎（九州産業⼤学）、⼭下太郎（名古屋⼤学）、⼭梨裕希（横浜国⽴⼤学）、各⽒の協⼒により作成したものです。