超伝導デバイスについて

質問

超伝導デバイスについてなのですが
いまの技術では液体ヘリウムを使うしか実現の方法がないと思うのですが
以前、電気を流すことで温度を下げられる素子を使うことで小型化が可能だということを誰かに聞いた気がします。
これってペルチェ素子のことなのでしょうか？
これで絶対零度近くまで下げることって可能なのでしょうか？

或いは他にも温度を下げるための方法がありましたら教えて下さい。

回答No.2

kenojisan · ベストアンサー

ご質問の冷却素子は、おそらくペルチェ素子のことだと思います。
ペルチェ素子の専門家では無いので研究段階のチャンピオンデータは知りませんが、研究用に使う冷却装置としてのペルチェ素子だと-50度（220K）付近ですので、高温超伝導体を使ったデバイスでも-150度程度は必要でしょうから、冷却装置としては不十分だと思います。
ペルチェ素子の場合、
基本的に冷却能力が低い。
冷却メカニズムが素子の表面と裏面に温度差を付けるだけなので、効率よく熱を運び去るシステムがさらに必要である。
素子を作動させるのに電力消費して素子自身に発熱を伴う。
などの問題が有るからではないでしょうか。
ただ、回答１にも紹介されているように、ガス循環式のピストン圧縮式冷凍機で、液体ヘリウム温度（約-270度）まで到達可能なタイプもありますし、-250度程度ならかなりポピュラーな装置として普及しています。
また、ピストン駆動が無く低振動名パルスチューブ式冷凍機も、従来の-200度程度から液体ヘリウム温度まで進んでいるようです。
これらの冷凍機を使えば、高温超伝導体を使ったデバイスなら温度的な問題は有りません。
ただ、高温超伝導体を使った電子デバイスそのものが、SQUID以外はまだ開発が進んでいないのが問題のようです。

回答No.1

foobar

高温超伝導材を使ったデバイスなら、液体窒素温度で動作可能ですので、ペルチェ素子を複数段使えば冷却可能かと思います。
また、液体ヘリウム温度でも、小型冷凍機（たとえばGM冷凍機）で4K程度は達成できていますので液体ヘリウムを使わないシステムも可能かと思います。