着目して分光学的に温度変化を詳細に調べ，反がら，CeOs2Al10 では，約 30K という高い温度強磁性が出現する際の電子状態変化を明らかにで反強磁性が出現しており，その起源は既存のした．その結果，CeOs2Al10 の電子状態が結晶方概念では説明できなかった．本研究の結果，磁向によって大きく異なることが磁性の発現に大き気転移温度より高い温度から結晶の特定の方向く寄与していることを発見した．この成果は，希に電荷密度波が発生し，その形成に伴って磁性土類化合物が従来の理論では説明できない高いが現れることがわかった．この結果は，大きな温度で磁性を示す仕組みを解明したものである．

磁気能を持つ希土類元素を含む化合物の磁性を自然科学研究機構分子科学研究所の木村真一

希土類化合物の磁性を作り出している 4f 電高い温度で発生させる可能性を示している．

准教授および広島大学の高畠敏郎教授らの研究

子は，原子核近くを周回しているために，隣同グループは，分子科学研究所の極端紫外光研究

士の希土類原子に属する 4f 電子のスピンの向きり行われた．

施設（UVSOR-II）のシンクロトロン光を用いを揃える直接的な相互作用は大変弱く，結晶全（自然科学研究機構 分子科学研究所 木村真一て，希土類元素（レアアース）を含む化合物に体にわたって自由に動き回れる伝導電子の助け

連絡先：〒 444-8585

磁性が出現することに関する新たな仕組みを解による RKKY 相互作用と呼ばれる効果が働い

字西郷中 38，E-mail：kimura@ims.ac.jp）

明した．研究グループは，UVSOR-II において，ている． この相互作用の理論によると，4f 電

URL：http://www.uvsor.ims.ac.jp/staﬀ/skimura/

1 億分の 1 から 1 万分の 1 メートルの波長領域に子を 1 つだけ持つセリウム化合物の磁性が出現

indexj.htm

ついて，セリウム化合物 CeOs2Al10 の電子状態にする温度は数ケルビンと予想される．しかしな［2011 年 4 月 5 日原稿受付］

部の医療現場で疾患の早期診断用に用いられて液体窒素温度で 10fT（フェムトテスラ＝10-15いる．セラミックス系高温超電導材料を SQUIDテスラ）/Hz1/2 の磁場感度をもつことが確認さ

レアアース化合物に磁性が生じる新たな仕組みを解明

銅酸化物高温超電導材料を用いた
超高感度磁気センサを開発

本研究は，科学研究費補助金のサポートによ愛知県岡崎市明大寺町に適用すれば，液体ヘリウムに比べ安価で取りれた．これは，心臓磁界を十分計測できる実用（財）国際超電導産業技術研究センター・超電扱いが容易な液体窒素を冷却に用いることがでレベルの感度であり，さらに素子構造を最適化

導工学研究所は，銅酸化物高温超電導材料を用き，装置を小型化できると共にランニングコスすることで脳磁界の計測が可能な 5fT/Hz1/2 程いた超高感度磁気センサを開発した．銅酸化物トを大幅に低減することが期待できる．しかし度まで感度を向上できる見通しである．この成を主体とするいわゆるセラミックス系の超電導ながら，高温超電導材料は結晶構造が複雑で薄果は， 科学技術振興機構（JST） 委託の S-イ

材料は液体窒素温度（77.3K）を超える約 90K

膜成長温度が高いため，低温超電導材料の場合ノベプロジェクトの研究で得られたものである．という高い超電導臨界温度（Tc）をもち，低のような複雑な素子構造の SQUID を作ること

このプロジェクトでは，このような高感度の高ロス大容量送電ケーブルや高磁場を発生するマができず，磁場感度などの性能が大きく劣ると

温超電導 SQUID を用い，細胞から生体までのグネットだけでなくエレクトロニクス分野へのいう問題があった．

各種バイオセンシング装置や非破壊検査装置の応用も期待されている．超電導現象を利用した

超電導工学研究所は，銅酸化物超電導材料と実用化につながる高度センシング技術開発を医電子デバイスの代表として，超電導量子干渉素絶縁体の薄膜をその結晶方位を保ちながら何層療機器メーカや大学と共に今後行っていく予定子（Superconducting Quantum Interferenceも積層する独自の集積回路作製技術を用い，である．また，超電導工学研究所では，積層構

Device: SQUID）と呼ばれる超高感度の磁気セNb 系低温超電導 SQUID と同様の複雑な構造造をもつ高温超電導 SQUID を利用し，地下数ンサがある．極低温の液体ヘリウム温度（4.2K）をもつ SQUID を開発した．SQUID にはジョ百 m にある金属資源探査を可能とする実用装で動作するニオブ（Nb）系低温超電導材料を用セフソン接合と呼ばれる重要な能動素子が 2 個置の開発も石油天然ガス・金属鉱物資源機構

いた SQUID は，人間の脳や心臓の活動に伴う含まれているが，プロセスの改良によりジョセ（JOGMEC）の委託で現在行っている．

微弱な磁場の分布を計測しイメージング化するフソン接合を再現性よく作ることができるよう装置（脳磁計，心磁計）として実用化され，一になった．開発された高温超電導 SQUID は，レアアース回収で新技術廃棄物・使用エネ削減

体とは，難燃性・難揮発性など数多くの独自性すべて電気化学的手法で統一されているため，を持ち合わせた溶液であり，特に新しい環境調メンテナンスが容易である．また，全工程にレ和型溶媒としての活用が期待されている．これ

アアース回収媒体に適したイオン液体を使用す

近年，レアアースは世界的な需給バランスのまでにイミダゾリウム系など多くのイオン液体るため， 乾式法に比べて格段に低温でのレア逼迫が懸念されており，我が国の持続的発展にが開発され，電気化学デバイス方面で実用化がアース電解およびメタル化を可能とする．さらおいて，レアアース資源の長期的な安定供給確検討されてきた．本研究ではレアアースリサイには，レアアース回収においてイオン液体のク保が重要な課題となっている．また，レアアークル媒体に適したイオン液体の開発に向けて，ローズドサイクルを形成することで，二次廃棄

スはレアメタルの中でも特に電気化学的に卑な低粘性・耐還元性に優れたホスホニウム系のイ物の発生量を大幅に低減できる．現在，ラボレ元素群であり，化学的性質が類似しているためオン液体に注目した．

ベルでの研究段階ではあるが，電流効率：90％分離・回収を困難にさせている．従来技術とし本研究におけるレアアース回収プロセスは次［2011 年 4 月 15 日原稿受付］

以上の高効率回収を達成できている．本研究はて溶媒抽出を利用する湿式法や溶融塩電解によの工程で行う．

平成 22 年度環境省循環型社会形成推進科学研究

る乾式法が存在する．これらの技術の場合，酸（Ⅰ）レアアースおよび鉄族元素を溶解する陽費補助金により行われた研究成果の一環である．

廃棄物等の二次廃棄物を伴うことや高温制御による膨大な熱エネルギーの投与を必要とするな
ど，「廃棄物抑制」および「省エネルギー」という近年の環境調和型技術に必要な要素が未解決であった．
本研究では，従来の水溶液系とは異なる新しい「イオン液体」をレアアースリサイクルの回収媒体として利用している．そもそもイオン液

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極溶解プロセス（Ⅱ）鉄族元素等を選択的に回収する電解析出
プロセス①（Ⅲ）レアアースを連続的に濃縮する電気泳動
プロセス（Ⅳ）レアアースを高効率で回収する電解析出（横浜国立大学大学院環境情報研究院
松宮正彦

連絡先：〒 240-8501

准教授

横浜市保土ヶ谷区常盤台 79-2，E-mail：mmatsumi@ynu.ac.jp）
URL：http://www.matsumiya-lab.ynu.ac.jp/
index.html［2011 年 4 月 17 日原稿受付］

プロセス②
これら一連の溶解・分離・濃縮・回収工程はセラミックス

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