東京農工大学　山本研究室

SUPERCONDUCTING MATERIALS, INFORMATICS & MAGNETS

Yamamoto Lab., Dept. Appl. Phys., Tokyo Univ. Agric. & Technol.

超伝導が持つ「電気抵抗ゼロ」の夢の性質を応用すると、コイル電磁石のように電流が流れ続け、冷やせば永久磁石のようにずっと強力な磁力を保ち続ける、新タイプの磁石も実現することが可能です。山本研究室では、高温超伝導体をはじめとした機能材料の先進材料科学と新規プロセスによるものづくり、AIや機械学習を用いたマテリアルズインフォマティクス、これまでになかった超伝導磁気デバイス応用に、国内外の産官学と連携しながら研究を進めています。

鉄系高温超伝導の強力量子磁石化

鉄系高温超伝導を応用した強力磁石の開発に世界で初めて成功しました。JSTの助成を受けた、アメリカ国立強磁場研究所との共同研究の成果です。

山本研究室では次のキャリアを目指す大学院生、ポスドクを募集中です。興味を持たれた方は気軽にご相談ください。CREST研究に従事する特任助教/ポスドクを募集中です。

ようこそ、次なる成長の扉へ！材料の「プロセス」、「構造」と「特性」を結びつける予測技術を開発しています。産業界との連携による先端材料開発への貢献を期待します。

September 20-23, 2022 第83回応用物理学会秋季学術講演会

応用物理学会でM2長谷川、M1白旗が学会発表を行いました。
〇長谷川友大、石渡翔大、菊池慎次郎、嶋田雄介、波多聰、山本明保："放電プラズマ焼結法Ba122多結晶バルクのJ_cにおける高エネルギー混合効果"
〇白旗知暉、川﨑玲、山本明保："Mg気相輸送(MVT)法によるMgB₂超伝導バルク大型化に向けた検討"

August 4-5, 2022 オープンキャンパス

高校生に向けたオープンキャンパスの研究室紹介で、磁気浮上の公開実験を行いました。

September 13-15, 2022 優秀論文発表賞(A部門表彰)受賞

祝!!　M2浅井が電気学会2021年度優秀論文発表賞(A部門表彰)を受賞しました。
浅井俊樹「弱結合効果を考慮した多結晶超伝導材料の輸送モデリングの検討」

July 11, 2022 論文

祝!! D1秦が投稿していた論文"K-doped Ba122 epitaxial thin film on MgO substrate by buffer engineering" がSuperconductor Science and Technology誌にアクセプトされました。

June 21, 2022 優良発表賞受賞

祝!!　田中さん（'22M修了）が2021年度低温工学・超電導学会研究発表会優良発表賞を受賞しました。
田中里佳「Mg気相輸送(MVT)法により作製したMgB₂バルクの超伝導特性とPremix条件依存性」

June 20-22, 2022 第103回2022年度春季低温工学・超電導学会

低温工学・超電導学会でM2池田が学会発表を行いました。
〇池田直生、田中里佳、白旗知暉、山本明保："MVT法MgB₂超伝導バルクの捕捉磁場特性モデリング"

April 15, 2022 優秀論文発表賞受賞

祝!!　田中さん（'22M修了）が電気学会 2021年度優秀論文発表賞を受賞しました。
田中里佳「高捕捉磁場MVT法MgB2バルクに向けた前駆体粉末の検討」

March 22-26, 2022 第69回応用物理学会春季学術講演会

応用物理学会でB4菊池、B4平林、D1秦が口頭発表を行いました。
〇菊池慎次郎、長谷川友大、德田進之介、石井秋光、山中晃徳、山本明保："機械学習を活用したPドープBa122バルク超伝導体の合成プロセス検討"
〇平林由宇、伊加遥河、德田進之介、小川浩生、嶋田雄介、山本明保："セマンティックセグメンテーションによる多結晶材料の微細組織相解析"
〇秦東益、飯田和昌、畑野敬史、郭子萌、高紅叶、波多聰、内藤方夫、山本明保："酸化物基板上に成膜した(Ba,K)Fe₂As₂エピタキシャル薄膜の超伝導特性におけるバッファ層の効果"

March 25, 2022 卒業式

1期生の德田が博士課程を、4期生の田中が修士課程を、6期生の伊加、菊池、白旗、平林が学士課程を無事に修了しました。白旗が優秀卒業論文発表賞を受賞しました！山本研としては六年連続の受賞です。

January 31, 2022 論文

祝!!　 D3德田が投稿していた論文“Enhanced critical current density in K-doped Ba122 polycrystalline bulk superconductors via fast densification"がiScience誌にアクセプトされました。

January 28, 2022 学位論文公聴会

D3德田の学位論文公聴会がハイブリット形式で行われました。

December 14-17, 2021 International Symposium on Novel maTerials and quantum Technologies

D1秦がISNTT2021で口頭発表をしました。
〇D. Qin, K. Iida, C. Tarantini, T. Hatano, C. Wang, Z. Guo, H. Gao, H. Saito, S. Hata, A. Yamamoto, and M. Naito, "Growth of Ba1-xKxFe2As2 Epitaxial Thin Films by MBE."

December 13-16, 2021 Materials Research Meeting 2021

MRM2021でD3德田が口頭発表、D1秦、M1長谷川、B4平林がポスター発表、山本先生が招待講演、共同研究者の方々と共同発表を行いました。
〇S. Tokuta, Y. Hasegawa, Y. Okada, A. Ishii, A. Yamanaka, Y. Shimada, S. Hata, and A. Yamamoto, "Process Machine Learning of Iron-based Superconducting Polycrystalline Bulk Permanent Magnets."
〇D. Qin, K. Iida, T. Hatano, H. Gao, Z. Guo, C. Wang, H. Saito, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto, "High Jc K-doped BaFe2As2 epitaxial thin films grown on oxide substrates."
〇Y. Hasegawa, S. Tokuta, Y. Shimada, S. Hata, and A. Yamamoto, "Field-assisted Sintering and Superconducting Properties of Ba(Fe,Co)2As2 Polycrystalline Bulks."
〇Y. Hirabayashi, H. Iga, H. Ogawa, S. Tokuta, Y. Okada, Y. Shimada, and A. Yamamoto, "Deep Learning for Microstructural Classification of Polycrystalline Superconducting Materials."
〇Y. Okada, A. Ishii, A. Yamanaka, H. Saito, S. Hata, and A. Yamamoto, "Advanced microstructural formation modeling by machine learned phase field simulation using time-series observation data."
〇A. Yamamoto, "Recent advances in materials science and processing of MgB2 bulks – Celebrating the 20 years' anniversary of MgB2 superconductor–"
〇Y. Shimada, S. Tokuta, Z. Guo, S. Hata, and A. Yamamoto, "Multiscale structural quantification of Ba-122 superconducting polycrystalline bulks."
〇Y. Yamauchi, K. Iida, T. Hatano, Y. Soejima, Z. Guo, H. Gao, S. Tokuta, S. Hata, A. Yamamoto, and H. Ikuta, "Fabrication and evaluation of Fe(Se,Te) bicrystal grain boundary junctions."
〇K. Iida, D. Qin, C. Tarantini, T. Hatano, C. Wang, Z. Guo, H. Gao, H. Saito, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto, "High performance K-doped BaFe2As2 superconducting thin films by naturally formed low-angle grain boundary networks."
〇T. Hatano, D. Qin, K. Iida, H. Saito, Z. Guo, H. Gao, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto, "Critical current properties of artificial grain boundaries of K-doped BaFe2As2 realized on MgO bicrystal substrates."
〇A. Ishii, A. Yamanaka, E. Miyoshi, and A. Yamamoto, "Four-dimensional Variational Method coupled with Bayesian Optimization for Phase-field Simulation of Solid-state Sintering."
〇S. Kikukawa, R. Tanaka, A. Yamamoto, Y. Tsuchiya, A. Tsuruta, and T. Ozaki, "Fabrication and characterization of MgB2 films by pulsed laser deposition using a Nd:YAG laser."
〇R. Kawamura, R. Ishibiki, Y. Fujimoto, T. Goto, S. Ito, T. Fujita, T. Tokunaga, M. Miyauchi, S. Iimura, and A. Yamamoto, D. Umeyama, S. Tominaka, S. Saito, H. Hosono, and T. Kondo, "Substitutional doping from boron to carbon in hydrogen boride sheets."
〇H. Kusaka, R. Ishibiki, M. Toyoda, T. Fujita, T. Tokunaga, A. Yamamoto, M. Miyakawa, K. Matsushita, K. Miyazaki, S.L. Shinde, T. Sakurai, E. Nishibori, T. Masuda, K. Horiba, K. Watanabe, S. Saito, M. Miyauchi, T. Taniguchi, H. Hosono, and T. Kondo, "Crystalline boron monosulfide nanosheets with tunable bandgaps."

December 7, 2021 金属・セラミックス/超電導機器合同研究会

金属・セラミックス/超電導機器合同研究会でM2田中、M1浅井、M1池田、B4菊池が口頭発表を行いました。
〇田中里佳、山本明保："高補足磁場MVT法MgB2バルクに向けた前駆体粉末の検討"
〇浅井俊樹、小原拓也、山本明保："弱結合効果を考慮した多結晶超伝導材料の輸送モデリングの検討"
〇池田直生、德田進之介、山本明保："鉄系超伝導バルクの電磁界解析－アスペクト比の影響の考察－"
〇菊池慎次郎、長谷川友大、德田進之介、石井秋光、山中晃徳、山本明保："ベイズ最適化を用いた高純度PドープBa122バルク超伝導体の合成"

November 15-19, 2021 27th International Conference on Magnetic Technology

MT27でD3德田が口頭発表、D1秦、M2田中、M1長谷川がポスター発表を行いました。
〇S. Tokuta, Y. Hasegawa, Y. Okada, A. Ishii, A. Yamanaka, Y. Shimada, S. Hata, and A. Yamamoto, "Trapped Field Characteristics of K-doped Ba122 Polycrystalline Bulks Synthesized by Spark Plasma Sintering."
〇D. Qin, K. Iida, C. Tarantini, T. Hatano, Y. Ma, C. Wang, H. Gao, Z. Guo, H. Saito, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto, "Critical current and nano-structural properties of K-doped BaFe2As2 epitaxial thin films by molecular beam epitaxy."
〇R. Tanaka and A. Yamamoto, "Influence of premix condition on the microstructure and trapped field properties of MgB2 bulk magnets by Mg Vapor Transportation (MVT) method."
〇Y. Hasegawa, S. Tokuta, and A. Yamamoto, "Synthesis and Current Transport Properties of Ba(Fe,Co)2As2 Polycrystalline Bulks Prepared by Spark Plasma Sintering."
〇M. Ainslie and A. Yamamoto, "A Comparative Study of Experimental and Computational Modeling for Thickness Dependence of Trapped Field in Machined MgB2 Bulk Superconductors."

November 11-14, 2021 12th International Workshop on Processing and Applications of Superconducting Bulk Materials

PASREG 2021で山本先生が招待講演をしました。
〇A. Yamamoto, S. Tokuta, Y. Hasegawa, S. Kikuchi, A. Ishii, A. Yamanaka, Y. Shimada, and S. Hata, "High Critical Current Density Iron-pnictide Bulks by Data Driven Process combined with Advanced Electron Microscopy."

November 10, 2021 新メンバー加入

2021年度早期配属生4名が研究室に加わりました。

October 22, 2021 メディア

祝!!　D1秦が参画している名大、農工大、九大の共同研究成果がプレスリリースされました！
JSTプレスリリース、本学プレスリリース
K. Iida, D. Qin, C. Tarantini, T. Hatano, C. Wang, Z. Guo, H. Gao, H. Saito, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto,
"Approaching the ultimate superconducting properties of (Ba,K)Fe₂As₂ by naturally formed low-angle grain boundary networks. " NPG Asia Mater 13, 68 (2021).
日経新聞、鉄鋼新聞、マイナビ等にも取り上げて頂いきました。
日経新聞オンライン：「名大・東京農工大・九大、鉄系高温超伝導体での超伝導電流で成果」
鋼鉄新聞：「名古屋大など／高磁場環境下の鉄系超電導体／世界最高水準の通電に成功」

October 24, 2021 第7回国際超伝導・磁性会議

山本先生が第7回国際超伝導・磁性会議でオンライン招待講演を行いました。
〇Akiyasu Yamamoto, Shinnosuke Tokuta, Yuta Hasegawa, Yuki Okada, Akimitsu Ishii, Akinori Yamanaka, Yusuke Shimada, Satoshi Hata , Kazumasa Iida："Recent progress in the development of polycrystalline Ba122 bulk materials"

October 21, 2021 MgB₂ 発見20周年記念合同シンポジウム

MgB₂発見20周年記念合同シンポジウムが日本科学未来館で行われました。山本先生が講演、M2田中が若手発表会で発表しました。
○山本明保："MgB₂バルク −軽くて強力な新タイプの超伝導磁石−"
○田中里佳："Mg気相輸送（MVT）法によるMgB₂超伝導バルク磁石の開発"

September 10-13, 2021 第82回応用物理学会秋季学術講演会

M2秦が応用物理学会でオンライン学会発表を行いました。
〇秦東益、飯田和正（名大）、畑野敬史（名大）、王超（九大）、郭子萌（九大）、高紅叶（九大）、斉藤光（九大）、波多總（九大）、内藤方夫、山本明保："酸化物基板上の(Ba,K)Fe2As2エピタキシャル薄膜の超伝導特性"

September 5-9, 2021 The 15th European Conference on Applied Superconductivity

The 15th EUCASでD3德田がオンライン招待ポスター講演、M2秦をオンラインポスター発表を行いました。
〇S. Tokuta, A. Yamamoto, C. Tarantini, J. Jaroszynski, and E. Hellstrom, "Influence of materials processing on upper critical field of Ba122 polycrystalline bulks."
〇D. Qin, K. Iida, T. Hatano, C. Wang, H. Saito, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto, "Successful epitaxial growth of K-doped BaFe2As2 on buffered oxide substrates."
〇K. Iida, T. Hatano, C. Tarantini, D. Qin, M. Naito, A. Yamamoto, C. Wang, Z. Guo, H. Gao, H. Saito, and S. Hata, "Superior superconducting properties of K‐doped BaFe2As2 epitaxial thin films achieved by naturally formed low‐angle grain boundary networks."
〇T. Hatano, D. Qin, K. Iida, H. Saito, Z. Guo, H. Gao, S. Hata, M. Naito, and A. Yamamoto, "Realization of artificial grain boundaries of K-doped BaFe2As2 and evaluation of its transport property."
〇M. Ainslie and A. Yamamoto, "Thickness dependence of trapped magnetic fields in bulk MgB2 superconductors."

August 27, 2021 高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会

D3德田が高温超伝導バルク材の基礎と応用調査研究会で講師として講演を行いました。
〇德田進之介："Ba122鉄系高温超伝導バルク材のプロセス・ストラテジー"

May 27, 2021 優秀論文発表賞受賞

祝!!　岡田くん（'21M修了）が電気学会 2020年度優秀論文発表賞を受賞しました。M科山中先生と石井さんとのCREST共同研究の成果です。
岡田　雄輝「機械学習を用いた3次元固相焼結シミュレーションのパラメータ推定」

電気学会へのリンク：「優秀論文発表賞」受賞！

May 19-21, 2021 第101回2021年度春季低温工学・超電導学会

M2田中、M1浅井、M1長谷川が低温工学・超電導学会でオンライン学会発表を行いました。
〇田中里佳、山本明保："Mg気相輸送(MVT)法により作成したMgB₂バルクの超伝導特性とPremix条件依存性"
〇浅井俊樹、小原拓也、山本明保："多結晶材料における超伝導電流輸送モデリングの検討"
〇長谷川友大、藤井陸太、德田進之介、山本明保："CoドープBa122多結晶バルクの臨界電流特性における放電プラズマ焼結条件依存性"

March 25, 2021 卒業式

3期生の岡田、小原が大学院を、5期生の浅井、池田、小川、長谷川、濱谷が無事に卒業しました。
濱谷が優秀卒業論文発表賞を受賞しました！山本研としては五年連続の受賞です。

March 23, 2021 卒業生の追いコン

卒業生の追いコンをZoomで行いました。

March 16, 2021 論文賞受賞

祝!!　D2德田が応用物理学会第12回超伝導分科会論文賞を受賞しました。
対象論文： Shinnosuke Tokuta, Akiyasu Yamamoto (Tokyo University of Agriculture and Technology), Enhanced upper critical field in Co-doped Ba 122 superconductors by lattice defect tuning, APL Materials 7 111107 (2019) .

March 16-19, 2021 2021年第82回応用物理学会秋季学術講演会

D2德田、M1秦、B4小川、B4濱谷が応用物理学会でオンライン学会発表を行いました。
〇徳田進之介、長谷川友大、藤井陸太、嶋田雄介（東北大）、波多聰（九大）、山本明保："放電プラズマ焼結によるKドープBa122多結晶バルクの低温合成"
〇秦東益、飯田和昌（名大）、畑野敬史（名大）、王超（九大）、斉藤光（九大）、波多總（九大）、内藤方夫、山本明保："酸化物基板上への(Ba,K)Fe$_2$As$_2$エピタキシャル薄膜の作製"
〇小川浩生、德田進之介、岡田雄輝、嶋田雄介（東北大）、山本明保："ディープラーニングによる化合物多結晶超伝導体の微細組織の相識別"
〇濱谷翠、小原拓也、山本明保："遺伝的アルゴリズムを用いた超伝導バルクの内部欠陥予測手法の検討"

November 30, 2020 新メンバー加入

2020年度早期配属生4名が研究室に加わりました。(photo by Nakayama)

October 24-November 7, 2020 Applied Superconductivity Conference 2020

D2德田、M1秦、山本先生がASC2020でオンライン学会発表を行いました。
"Bayesian engineered high critical current density in K doped Ba122 polycrystalline materials"
A.Yamamoto, S.Tokuta, R. Fujii, Y.Okada, Y.Shimada, S.Hata, K.Iida, A. Yamanaka
"Highly dense K-doped Ba122 polycrystalline bulks prepared by Spark Plasma Sintering"
S. Tokuta1,4, R. Fujii1, Y. Shimada2,4, S. Hata3,4, A. Yamamoto1,4
"In-situ growth of (Ba,K)Fe2As2 epitaxial thin films by molecular beam epitaxy"
D. Qin, K. Iida, Y. Ma, H. Saito, S. Hata, M. Naito, A. Yamamoto
"Influence of synthesis condition on grain-structure of Ba-122 polycrystalline bulks"
Y. Shimada, S. Tokuta, Y. Okada, A. Yamanaka, A. Yamamoto, T. J. Konno