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研究概要

  物理研究は,大きく分けて素粒子・原子核・宇宙物理・高エネルギー物理などの基礎物理学分野と半導体・磁性体・超伝導体から統計力学・量子エレクトロニクスなどを扱う物性物理学分野に分けて見ることができます。

  私の研究は後者の物性物理学分野に属し,主に超伝導の実験を行っています。
  超伝導というのは,1911年に水銀で発見されたマクロ(巨視的)量子現象で,電気抵抗ゼロになる(オームの法則の抵抗Rがゼロ)とか永久磁石が浮くとかリニアモーターカーに利用されている等で聞いたことがあると思います。

  私の研究は,超伝導材料を薄膜にして行います。
  薄膜とは,基板と呼ばれる単結晶の上に,厚さ数十から数百nm程度の超伝導体を結晶成長させたものです。薄膜にする利点は,扱いやすい大きさの高品質結晶が得やすく,物性研究としてだけではなくエレクトロニクスの分野にも展開可能だからです。
  薄膜の作製方法は,塗布熱分解法という溶液を基板に塗り電気炉で焼成するというものです.書くと短いですが,溶液の種類・量や焼成条件とか,このさじ加減がなかなか難しい...

  実験は,内山研で行う以外に,近場では理化学研究所仙台支所(青葉山)や東北大(片平キャンパス)の強磁場センターでも行います。また,遠くは物質・材料研究機構(茨城県つくば市)でも行いますので,最先端の研究施設に触れる機会も多々あります。これを利用して広い見識を身につけてもらえればと思います。

  また別の研究として,プログラミングソフトの一つであるLabVIEWNI社)やEXCELMS社)を用いた教育教材の開発を行っています。教材開発は,物理に限らず,理科に限らず,幅広く行いたいと思っています。
  LabVIEWとは,BASICやCなどのようにテキストベースのものではなくて,グラフィカルのみで構築できるプログラミングソフトです。 フローチャートを書くように,順々にアイコンを繋ぐだけでプログラムが作成できます。このソフトを使って,パズルを組み立てるように論理の基本概念を学ぶ教材を開発しています。
  昨年は,仙台高等学校でLabVIEWを用いた授業をさせていただきました。今年度も,仙台高等学校および相馬高等学校(福島)で授業をさせていただく予定です。

研究テーマ

  ・塗布熱分解法による超伝導薄膜の結晶成長
  ・フォトリソグラフィーによる微細加工
  ・積層化超伝導薄膜におけるジョセフソン接合
  ・酸化物超伝導体における固有ジョセフソン接合
  ・テラヘルツ波の応用
  ・LabVIEW/EXCELによる教材の開発 等

研究方針

  私の研究室では,物理に限らずみんなでいろいろ議論をし,深め合い・助け合って研究を進めて行きたいと思っています。知らなかったらそこで学べばいい,それだけです。
  大学の間に,多くの間違いをし,多くの解決策を見つけて社会に出てもらいたいと思います。それには,単純なモデルから出発し,より複雑な現象を理解して,さらには一般化しようとする物理の思考方法を身につけることが一番です。

  是非,楽しんで苦しんで一緒に研究をしましょう。

Information

    
  
    

Meissner effect
にこちゃん磁石が超伝導体上を浮遊しています【movie】
  
    

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