Dupont 4922 (or 4929)

• もっとも汎用性の高い銀ペースト。室温で硬化し、すぐに導通が確認できる。
• 接着力はほとんど無い
• 銀の粒径が小さい（1ミクロン程度）
• データシートによると、溶剤は酢酸ブチルとなっているが、酢酸ブチルセロソルブを併用すると硬化時間が調整できて、作業性が高くなり、小さな場所にも付けられる。
• 4929の方が若干粘性が高いが、溶剤次第ではある。
• メーカーデータシート

Dupont 6838

• 加熱硬化型銀ペースト。
• バインダ－となっているエポキシを150－300度で加熱重合させ、強い接着力を維持する。
• 銀の粒径は4922などと同様小さい。
• 溶剤は酢酸ブチルセロソルブ。室温ではほとんど硬化しないので、小さい場所にも付けられるが、加熱する必要がある。
• データシートは4922と同一

Epotek H20E

• 2液型加熱硬化銀ペースト。
• AB剤を等量混合させ、250度以上で加熱硬化させる。
• 350度の硬化により酸化物の大気暴露された表面にほぼ確実にコンタクトがとれる。
• 銀の割合が最も多そうな印象
• 粒径が粗く、実体顕微鏡でも銀の粒子がよく見える。
• メーカーデータシート

銀ペーストによる電極付けのコツ

本電気工学・電子工学専攻にはM1で履修する「特別研修」（通称インターン）と呼ばれる異なる研究室に行って研究を体験する科目があります。

時間割上は木曜日と金曜日の3、4コマで、6週間で研究室が代わり、2つの研究室で研究を経験できることになります。

私が担当するインターンでは、ここ数年は以下のメニューでやっています。

• 前半3週で　超伝導について調査・発表
• 後半3週で　超伝導体単結晶育成

育成した単結晶は磁化と抵抗を測定して超伝導であることを確認しますが、物性量として評価するためには以下の注意が必要です。

磁化

磁化というのは非常にやっかいな物理量で、単位系を理解するのに一苦労です。

ここで使用するQuantum Design社のMagnetic Property Measurement System (MPMS)は磁化の測定値として”EMU”と言う単位でデータファイルに出力します。我々の装置では，”Long Moment”という行です。

物性量にするためには、単位量当たりにする必要があります。一般には質量当たり（つまり、emu/g）がよく用いられますが、測定対象が超伝導体の場合単位体積当たり（emu/cm³）、磁性体の場合式量当たり（emu/f.u.）で計算すると物性がよくわかります。

超伝導体の場合、完全反磁性では体積磁化率は-1/4π となるべきですので、これとの比較を試みます。

測定値を”EMU”だとすると、試料の体積Vを用いると体積磁化はM_v=EMU/V、Vをcm³で計算したとき、単位はgauss/cm³となります。

ここで、「あれ？」と思ったかもしれません。いつの間にかemuと言う単位がgaussに変わっています。これは、磁化の値をemuで示すときはCGS-gaussではgaussの意味である、と言うことになっているからです。

体積磁化率を求めるときはこの値をgauss単位の磁場（正確にはOe単位の外部磁場により真空中に誘起される磁束密度）で割ります。

従ってχ_v=M_v/μ₀H[cm^-3]となります。

たとえば、V=1.6mmx1.4mmx30
μ mの薄片状の単結晶の薄片に垂直に磁場を加えてH=1Oeの外部磁場により磁化を測定したとき、超伝導転移を示して磁化の値が低温においてEMU=-8×10^-3 emuで飽和したとします。このとき、結晶は完全反磁性になったと考えられるので、体積磁化率を出してみましょう。

χ_v=EMU/(V μ₀ H)=-11.9 [cm^-3]

を得ますが、これは1/4πよりはるかに大きな値です。この理由は、測定に問題があり、

1. 超伝導マグネットを使用しているMPMSの低磁場の制御は再現性が低い（正確に校正する方法はある）
2. 薄片に垂直に磁場を加えているので、反磁場効果のため磁化の絶対値が大きくなっている

電気伝導を説明する古典的なモデルにDrudeモデルというのがある．

これは，電子が（何かに）散乱されることにより運動エネルギーを失い，ジュール熱になる，というモデルである．
このモデルは正しくないとわかっているのだが，電気伝導を初歩的な概念で説明できるため，量子力学を習う前の電気伝導の説明には良く用いられる．

この電子散乱に関して有名な議論がある．私は勝手に「緩和時間2倍問題」と呼んでいる．

電子の緩和時間を\tauで表すと，散乱されずに残っている電子の割合は\exp(-1/\tau)となる．
最後の散乱から\tau時間経過した電子が散乱されない割合はやはり\exp(-1/\tau)である．
そうすると，電子の寿命は2\tauになる．

これは詭弁なのだが，何がおかしいか？

問題は重みを無視していることにある．

ちなみに，Shockleyの有名な教科書「半導体物理学」8.5節で言及されているが日本語訳ではわかりにくい表現である．

それにしてもこの本の内容はすばらしい．絶版となっているのが惜しい．

14章冒頭の記述（川村肇訳　吉岡書店刊）

量子力学は直接の物理的意味を持たない抽象的な数学を用いるので，理論物理学の中でも可成りむつかしい分野の一つと思われている．
（中略）
そのように直接的の意味づけをもたないことは教育的な見地からは明らかに不利である．
しかしこのことは理論を適用したときに正しさに欠けるところがあると云うことには決してならない．
経験科学の数学的理論が満足しなければならない至上要請はそれが実験に合わなければならないということである．

いやはや，実学である物理の真髄です．