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工学部

超伝導エレクトロニクスによる高性能デバイス研究

教授
超伝導エレクトロニクス・薄膜物性・電子計測

齊藤 敦(さいとう あつし)

超伝導の基礎から薄膜作製・評価、今までにない「デバイス応用」へ

超伝導体を冷却し「超伝導状態」にすると磁石の上で浮遊します(マイスナー効果)の画像
超伝導体を冷却し「超伝導状態」にすると磁石の上で浮遊します(マイスナー効果)

私たちは超伝導の研究をしています。超伝導体は「電気抵抗がゼロ」という稀有な性質を持ちますが、その他にも「完全反磁性」(マイスナー効果)、「フィッシング効果」、「ジョセフソン効果」と呼ばれる面白い性質を持っています。私たちはこの超伝導の性質を学び、材料の薄膜化と性能評価を通じて、これまでにないエレクトロニクスデバイスを世の中に発信できるように日々研究を行っています。

超伝導デバイスでテラヘルツ波を見る

超伝導デバイスを利用したセキュリティーシステムのイメージの画像
超伝導デバイスを利用したセキュリティーシステムのイメージ

テラヘルツ波は、光のように物を透過し、電波のようにまっすぐ進む性質を持ち、人体に無害であることから、安全な社会のためのセキュリティー応用に利用されつつあります。私たちが開発している超伝導デバイスは、このテラヘルツ波を高感度に受け取ることができる機能を持っており、受け取ったテラヘルツ波を瞬時に画像化することを目指しています。将来的には、多くの人が往来する重要な施設の安全向上に貢献できると考えています。

超伝導を使って大容量・高速通信に役立つデバイスを目指す

独自に開発した超伝導フィルタの一例。3次元シミュレーションによる解析(左)と実際に作製したフィルタ(右)の画像
独自に開発した超伝導フィルタの一例。3次元シミュレーションによる解析(左)と実際に作製したフィルタ(右)

スマートフォンを利用する際、契約した会社が利用している周波数の範囲で通信が行われます。その信号を周波数で仕分けするデバイスをフィルタと呼びます。このフィルタを超伝導体で作製すると、超高性能な特性を実現することができるため、限られた周波数資源を有効に使うことができます。これによって、更なる大容量・高速通信や、災害時に直接連絡が取りやすくなるなど未来社会に役立つデバイスを目指して開発しています。