京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

化学

化学の2013年11月16日の内容はこちら

実習指導

道岡 千城 (金相学研究室 助教)

チューター

田口 篤史(修士課程 1回生)
山東 浩明(理学部 4回生)

ボランティア

今井 正樹(博士課程 1回生)

実施場所

理学研究科 6号館 369号室

実習内容

前回合成した2つの試料を取り出した。一方は徐冷、もう一方は液体窒素を使って急冷し、浮上実験、X線回折測定、電気抵抗測定によって物性や結晶構造の違いを確認した。

徐冷したサンプルのみでマイスナー効果と電気抵抗ゼロがみられ、超伝導体であることを確認した。

浮上実験②
浮上実験②

浮上実験①
浮上実験①


電気抵抗測定
電気抵抗測定


受講生の感想

  • 今回は作ったYBa2Cu3O6-7の物性を評価する実験を行い、また超電導の原理についての講義を受けた。YBCOについては加熱プログラムをうまく調節したり、熱いペレットを急に冷やすといった作業を行うことで酸素量をコントロールし、酸素量が6もしくは7に近くなるようにしていた。実際に液体窒素で冷やしてマイスナー効果を確認したり、電気抵抗を測定したり、X線回折装置で分析したりすることによってYBCO7が超電導体、YBCO6が絶縁体であることがわかった。含まれる酸素量によって物性が多く変わったことは非常に嬉しかった。
     また、自分たちで合成した(学生の方々のサポートが大きかった)ものが超電導体となったことにとても驚いた。超電導の理論については本当に難しかったけれど超電導についてとても興味を持ったし、もっと知りたいと思った。これから自分でさらに理解を深めていきたい。
  • 超電導について教わる中で、固体の3次元の構造からe-p-相互作用など新しく知ることばかりで大変、充実した学習になりました。ボゾンとフェルミオンなどの粒子の説明に入ってからは難しく、家に帰ってからいただいた冊子をしっかり読んでみようと思っています。
    電気抵抗とX線の実験の結果は、特に電気抵抗を調べる実験は、結果が綺麗に出て、集中して準備の細かい準備をしたかいがあったなと思いました。
    電気抵抗の結果はきれいに出たのにX線はピークがずれていた理由が気になっています。 ありがとうございました。
  • 前回は文化祭の準備のため抜けていて、今回の講義が前回の続きであったため、今回のことに追い付くことで必死だった。今回は前回作ったらしい超電導の物質が本当に超伝導性を示すかどうかについて確認するというものだった。Y(イットリウム)とBa(バリウム)Cu(銅)の酸化物によってできたものであり、酸素の量によって性質が異なってくるらしい。ただ、前回のことを知らなかった上に、今回の説明についていくので精一杯であったため、詳しいことはよくわからない。電子の相互作用云々を言われても一つ一つを理解していかなければならなかった。 ただ、YBCOの結晶というものが黒くて脆い物質だったということが今回わかったことだ。
  • 今回は超電導について解説がありました。量子について無知でありましたが、なんとなく理解することが出来ました。途中の作業でちょっとしたミスを起こしてしまいましたが、(サンプルが割れて、小さくなったサンプルに現ペーストをつけるという苦行がありました。)なんとか無事に乗り切ることができてホッとしました。
    又、今回の実験までずっと、本当に超電導体ができているかどうか心配でしたが、無事制作することができて(しかもかなり理想に近い形で)良かったです。今日もありがとうございました。
  • 2週間前に「これがどうなるんだろう」と思いながらYBCOを生成していましたが、今回の講義を通して超電導の歴史から、さらにどういった性質を持っているのかよくわかりました。量子力学、数学の知識の面で、まだまだ充分ではないため、全てを理解したというと間違いなくできてないのだと思いますが、配布資料を読みながら少しずつ理解できればいいです。
    生成した物質AとBについて液体窒素77Kで冷やした後、マイスナー効果がどうなったかを調べました。YBCO6の方は冷やしても浮かばず、YBCO7の方は冷やしたら浮きました。そのため77KにおいてYBCO7にはマイスナー効果があり、YBCO6にはないと判断できます。また、電気抵抗のグラフから、YBCO7についてはきれいに有限温度で抵抗が0になったのでよかったなと思います。
  • 今回は前回合成したYBCOを使い色々な実験をしました。異なる冷やし方で2種類のYBCOを作ったのですが、冷やし方だけですべての実験の結果が2種類で異なり面白いなと感じました。
    一番最初にした「マイスナー効果」実験ではちゃんと合成できていれば磁石の上で浮く、ということで「合成できているかな・・・。」と心配でしたが、自分たちが合成したペレットが浮いた瞬間はとても興奮しました。
    説明は難しくてよく分かりませんでしたがざっくりと雰囲気だけつかむことが出来ました。ありがとうございました。
  • 今回は非常に面白かった。自分たちが作っていたものが限りなく最先端のものに近かったので驚いた。原理などは非常に難しいものであったがなかなか興味深かった。 特定の分野の知識を必要とせずともわかるように説明もしてくれたので理解することができた。大体の雰囲気はつかむことができたのでよかったと思う。 多くの資料も配布されたのでそれらを読みできることならば、理解を深めていきたいと思う。次からなんの分野のことをやっていくのだろうか?非常に楽しみだ。
  • 今回は、前に作った超電導体で実際に測定を行ったりマイスナー効果を確認したりをしました。実際に超電導体が磁石に浮くところを見たのですが、自分で作ったものが超電導になっているということで、少し感動してしまいました。
    また、抵抗の測定なども行い、実際にある温度から電気抵抗が0になっているのをグラフで確認できて良かったです。
    この2回は、理論的な部分も含めて詳しく教えていただき、それぞれの部分で理解が深まりました。少々難解で、理解できないところもありましたが、また調べたりしていきたいと思います。

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