超電導の特徴

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 超電導体では通常の物質では起こらない次の様な「常識を超えた現象」が観測されています。

電気抵抗ゼロ

電気抵抗ゼロ

 超電導と聞いてまず連想するのは電気抵抗がゼロということでしょう。右図のように、銅などの金属は、温度を下げて行くとゆっくりと抵抗は下がりますが決してゼロにはなりません。しかし超電導では温度を臨界温度以下にすると電気抵抗がゼロになります。工業的にはこれが最も重要な特性で、当社が開発中の超電導ケーブルもこの現象を応用したものです。また超電導体は電気抵抗ゼロなので高い電流密度で電流を流すことができます。この特長を活かして、強い磁場を発生する超電導マグネットも作られています。

マイスナー効果

マイスナー効果

 超電導体に磁場を加えるとその磁場をうち消すように超電導体に電流が流れ、磁場が入り込まなくなります。その現象をマイスナー効果といいます。磁場が入らないために磁石との間には強い反発力を生じます。黒い超電導体の固まりがふわふわと浮いている所を見られた方もいらっしゃるでしょう。あれはこの効果を利用して磁石と反発させて浮かしています。

ジョセフソン効果

ジョセフソン効果

 超電導体と超電導体との間に薄い絶縁層を挟むと、電流がある大きさになるまで、電子が絶縁層をまるで無いかのように通過してしまいます。この現象は高速でon-offを行うスイッチング素子に応用できます。

磁束の量子化

磁束の量子化

 超電導体のリングを貫く磁束(磁気の束)は、ある最小単位(磁束量子)の整数倍になります。この現象を磁束の量子化と呼びます。量子化した磁束をカウントできれば非常に微少な磁場の測定が可能となります。この原理を応用した製品の一つに、脳や筋肉が動く時に出す微少な磁気の変化をとらえるセンサー(SQUID)があります。

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