論文

超電導線の電流方向に磁界を加え臨界特性を測定し、超伝導状態が壊れるメカニズムについて検討した。

超電導線に交流電流を流したとき、直流電流よりも低い電流値で超伝導状態が壊れる場合があることが分かった。この場合、超伝導が壊れる電流瞬時値はピーク値よりも低い。これは超電導体内部の磁束運動に関係していることが明らかにした。

NbSnなど化合物超電導テープの交流損失と不安定性について測定した。NbTiなど合金系超伝導線材との違いは臨界電流密度によって説明できる。

超電導線の 中に銅を埋め込んだ複合線材を試作し、銅マトリックス中に超電導線を埋め込んだ従来の複合線材の特性と比較した結果、同等の安定性を保った上で交流損失が減少することが明らかになった。

銅のマトリックス中に微細な超伝導線を多数埋め込んだ複合線材に交流電流を流したときに発生する損失はマトリックスの電気抵抗と線材のねじりのピッチに依存することを実験的に示した。これはマットリックスを流れる渦電流によって説明できる。

第2種超電導体に流す交流電流によって発生する損失は外部磁界を加える方向によって異なること、それが臨界電流の異方性に起因することを明らかにした。

第２種超伝導体に交流磁界を加えると履歴損失を生じることが既に知られているが，ある条件下ではこの損失が非常に大きくなることを新たに見い出した。実験，及び電磁気的な解説の結果，この現象は量子磁束のピン止め力と関係しておりピンがはずれることによって大きな損失を生じることを明らかにした。このような付加的な損失が生じない条件についても検討し，たとえば磁束運動を抑制する様に電気伝導性の良好な金属を超伝導体周囲に被覆することが実用上有効であることを見い出した。

マトリックス中に微細な超伝導線を多数埋め込んだ複合線材を用いて超電導ソレノイドを作製し、その交流損失を測定した。

銅マトリックス中に一本の超伝導線を埋め込んだ複合線材の交流損失は超伝導線のヒステレシス損失と銅の渦電流損失の和で表せることを、損失の周波数依存性を調べることによって明らかにした。

銅のマトリックス中に微細な超伝導線を多数埋め込んだ複合線材に交流電流を流したときに発生する損失は線材をねじることによって変化すること、ねじりのピッチと損失との関係を与える実験式と簡単なモデルを示した。

微量な液体ヘリウムの蒸発量を精密に測定する方法を開発し、Nb-Zr-Ti合金超電導線に交流電流を流したときにヒステレシスに起因する損失を生じることを示した。

トンネル分光法によって状態密度を評価し、グラファイトの半金属的な性質を説明した。

多層膜における巨大磁気抵抗効果が、界面の面荒さの影響をどのように受けるか、スピン依存散乱の効果を見積もった。

Co/X人工格子について、電子状態と巨大磁気抵抗効果の関係を系統的に調べた。また、スピンバルブ構造を取らせることによって磁性膜間の結合状態によらず、大きな磁気抵抗変化を得る可能性を明らかにした。

巨大磁気抵抗効果は層界面の散乱によって生じているが、ある程度以上の散乱が生じれば、フェルミ速度などの電子状態によって大きさが決まることが分かった。特別な仮定無しに、層膜厚の依存性などの実験結果を理論的に説明できる。

鉄に対する遷移金属の添加効果をバンド計算によって調べた。周期律表の前半の遷移金属はモーメントが鉄とは反対方向に結合し、後半の遷移金属は同方向に結合することが分かった。

イオンビームスパッタ法によって、鉄と窒素の合金を作製した。通常のバルク状態では得られない、窒素過飽和の新たな相が薄膜状態で存在することを確かめた。