SAMURAI - NIMS Researchers Database

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研究内容

Keywords

強磁場発生技術

マグネット開発・磁場応用

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

口頭発表
    その他の文献

      受賞履歴

      • 低温工学・超電導学会業績賞(学術業績) (2017)
      • 超伝導科学技術研究会超伝導科学技術賞 (2016)
      • Superconductor Science and Technology (IOPscience) 注目論文および注目著者 (2012)
      • 低温工学協会論文賞 (2009)
      • 低温工学協会論文賞 (2003)
      マテリアル基盤研究センター
      タイトル

      物性計測のための強磁場発生技術開発

      キーワード

      物性計測,強磁場発生技術,Bitter型コイル,水冷式常伝導磁石,パルス磁石,超伝導磁石

      概要

      半導体、磁性体、超伝導体などの物質は、極低温、超高圧、強磁場などの極限場、これらを組み合わせた複合極限場において、様々な興味深い物性を示す。物性計測のための強磁場発生技術開発を行っている。物性計測用強磁場磁石のひとつである、Bitter型磁石は、高強度・高電気伝導率の銅合金製Bitter盤を、ソレノイド状に積層したコイルを組み込んだ、水冷式常伝導磁石である。Bitter型磁石は、超伝導磁石では到達できない定常強磁場の発生が可能である。Bitter型コイルの良い冷却効率を活かすことで、高速繰り返し磁場を発生させる、パルス磁石への応用が期待できる。

      新規性・独創性

      目的とする物性計測のための強磁場発生技術の研究開発
      極めて特殊なコイル材料である高強度・高電気伝導率の銅合金製Bitter盤のコイル化技術の研究開発
      Bitter型コイルの冷却効率の良さを活かした高速繰り返し磁場発生パルス磁石への応用
      既存の汎用機では実現できない磁場分布や磁場利用方法のためのユニークな磁場発生技術の研究開発

      内容

      image

      現在、実用材料として不可欠な、半導体、磁性体、超伝導体などの物質は、極低温、超高圧、強磁場などの極限場、これらを組み合わせた複合極限場において、様々な興味深い物性を示す。
      物性計測に用いられる、数10テスラの強磁場を発生させるためには、水冷式常伝導磁石、超伝導磁石、パルス磁石がおもに用いられている。水冷式常伝導磁石である、Bitter盤をソレノイド状に積層したコイルを組み込んだBitter型磁石は、超伝導磁石では到達できない定常強磁場の発生が可能である。高強度・高電気伝導率の銅合金製Bitter盤は、励磁中の大きな電磁力に耐え、消費電力も低減させる。目的の磁場の強度と分布を実現させるためは、最適な設計を行い、有限要素法などにより、コイル内の電流密度分布、温度分布、磁場分布、電磁力による応力分布などを評価することで、実現の可能性を判断し、実際のコイルを製作しなければならない。また、Bitter型コイルを、パルス磁石へ応用し、良い冷却効率を活かした、高速繰り返し磁場発生が期待できる。
      NIMSでは、強磁場発生技術研究・開発を長年にわたり行ってきた。Bitter型コイルと超伝導コイルを組み合わせたハイブリッド磁石では、37.9テスラの定常磁場に到達した。試料空間で、極めて高い、磁場の均一性と安定性が求められる、1ギガヘルツ級NMR超伝導磁石を開発した。既存の汎用機では実現できない、ユニークな磁場の発生方法の研究や磁石の開発も行っている。

      まとめ

      物性計測のための強磁場発生技術の研究開発を行っている。
      極めて特殊なコイル材料である、高強度・高電気伝導率の銅合金製Bitter盤のコイル化技術の研究開発を行っている。
      Bitter型コイルの冷却効率の良さを活かした、高速繰り返し磁場発生パルス磁石の研究開発を行っている。

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