超伝導出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』移
動: ナビゲーション, 検索 超伝導の一例 マイスナー効果のために完全反磁性が現れ、オレンジ色に見える
磁石が超伝導体の上に浮いている超伝導 （ちょうでんどう、 Superconductivity） は、低温環境下である種
の物質に生じる現象で、電気抵抗がゼロとなり、磁場を排除（マイスナー効果）しつつ磁束が固定（ピン止め
効果）されるのが同時に見られる現象。工学分野では、超電導と書かれることも多い。 超伝導現象が生じ
る物質のことを超伝導体 (Superconductor) といい、超伝導状態で流れる電流のことを超伝導電流という
。 目次 [非表示] 1 概要 2 超伝導の特徴 3 応用 4 関連項目 [編集] 概要 1911年、カマリン・オンネス（カメ
リン・オンネス、H. K. Onnes、オランダ）によって、水銀の冷却実験中に初めて発見された。この発見以降、
多くの超伝導を示す元素、物質が発見された。単体の元素で最も超伝導転移温度が高いものは、ニオブの
9.2 K（常圧下）である。常圧下において超伝導を示す金属は多いが、非金属元素でも高圧下では超伝導を
示すものがある（金属やその他化合物でも高圧下で超伝導を示すものがある）。また、重い電子系における
超伝導や、高温超伝導など従来の超伝導体と性格の異なるものも発見されている。強磁性と超伝導が共
存する物質も発見されている。 応用するにあたっては、コストを低くするために、より高い温度で超伝導を
実現する物質が求められており、高温超伝導についての研究が盛んに行われている。 過去には極低温を
実現するため、冷却剤として液体ヘリウムが用いられていたが、ヘリウム自体の単価が非常に高いため
、
空気中に多く存在する窒素などを液化したものを用いる事が検討された。しかし、ヘリウムに比べ沸点が高
いため、より高温で超伝導を起こす物質が求められていた事も高温超伝導についての研究を推し進める事
になる。 [編集] 超伝導の特徴永久電流 電気抵抗がゼロのため、一度流し始めた電流が永続する。 完全
反磁性（マイスナー効果） 超伝導体内部からの磁束が排除されることで、内部磁場がゼロになる。 磁束の
量子化 超伝導体リングの内側を通る磁束は h/2e の整数倍（h はプランク定数、e は素電荷）の値しかとる
ことができない。 磁束格子状態 第二種超伝導体では、その超伝導体に固有の磁場値（下部臨界磁場）以
上の磁場を印加した場合、磁束が超伝導体内部に侵入する。混合状態とも呼ばれる。このとき磁束コア同
士は互いに反発するため、多くの場合、最密構造つまり三角格子を形成する。ただしフェルミ面の形状など
の寄与によっては四角格子を組む場合もあることが最近の研究から知られている。 ピン止め効果 上述の
磁束格子状態において、外部磁場の変化に対して磁束格子が追随して変化しない現象をピン止め、あるい
はピン止め効果と呼ぶ。強磁場を発生する超伝導マグネットの実用研究において重要な研究対象である。
ジョセフソン効果 2つの超伝導体の間に挟まれた絶縁体には超伝導状態を表す波動関数の位相差に比
例した電流が流れる。ミクロな波動関数という概念をマクロに観測できるという点で、超伝導現象をもっとも
象徴する特徴といえよう。 臨界磁場の存在 一般的に磁場を印加することで超伝導状態は消失する。この
磁場を臨界磁場という。第二種超伝導体には、この意味での臨界磁場（上部臨界磁場Hc2と呼ぶ）と完全
反磁性状態から磁束格子状態への転移を意味する下部臨界磁場Hc1が存在する。→第一種超伝導体、
第二種超伝導体 比熱の異常 超伝導への相転移は二次の相転移で、比熱に常伝導状態‐超伝導状態の
間で“とび”が存在する。 エネルギーギャップの存在（→BCS理論） 同位体効果 [編集] 応用ジョセフソン
・コンピューター 磁気浮上式鉄道 ジェイアール式マグレブ 磁気推進船 核融合炉（超高温プラズマを閉じ
こめる） 超伝導電磁石（→MRI） 超伝導トランジスタ 超伝導ケーブル 磁気シールド装置 超伝導磁気エネ
ルギー貯蔵装置 SQUID [編集] 関連項目ギンツブルグ-ランダウ理論 BCS理論 クーパー対 レオン・クー
パー 物性物理学 "http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E4%BC%9D%E5%B0%8E" より作成
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