ＪＳＴ成果事例の特許・論文による調査分析「鉄系高温超伝導物質」報告書平成 22 年 3 月独立行政法人科学技術振興機構知的財産戦略センター要約（エグゼクティブサマリー）１．調査の目的独立行政法人科学技術振興機構（以下「JST」という。）では、目的基礎研究を始め、その研究成果の活用を推進している。本調査分析では、目的基礎研究を推進するJSTの戦略的創造研究推進事業から創出され、技術開発にも繋がっている研究成果を特許や論文情報に基づいた客観的な視点から概観・分析し、研究成果活用の検討材料とするとともに、各研究成果において出願が適切になされているか等、目的基礎研究における知的財産戦略面からの検証を行うものである。本調査分析で対象とする JST 研究成果は、平成 16 年度～平成 21 年度 SORST「透明酸化物のナノ構造を活用した機能開拓と応用展開プロジェクト」の成果で、鉄系高温超伝導物質に関するもの（以下「JST 研究成果」という。）である。２．調査の対象高温超伝導物質に関する論文、特許（日本出願、米国出願、欧州出願、PCT 出願）を対象に、JST 研究成果の検証を行った。分析の対象文献数は、論文が 52,982 件、日本特許が 5,476 件、欧州特許が 1,733 件、PCT 出願が 1,116 件である。また、調査においては、広範囲と狭範囲における対象範囲を設けることとした。 (1)広範囲における調査対象範囲高温超伝導物質に関する論文及び特許（日本出願、米国出願、欧州出願、PCT 出願） (2)狭範囲における調査対象範囲広範囲のうち、鉄系高温超伝導物質に関する論文及び特許（日本出願、米国出願、欧州出願、PCT 出願）３．調査の結果 1)広範囲における知的財産の現状分析広範囲における論文数の上位機関を見ると、東京大学、東北大学など教育機関が多くランクインしている。一方、日本特許の上位出願人には、住友電工、東芝、日立製作所などがランクインしている。このように、論文数の上位機関と日本特許の上位出願人に差が見られるのは、次の理由によると考えられる。 ①超伝導物質という研究領域が、学術的な見地から見ても重要性が高く、我が国の大学では盛んに論文の研究テーマとして取り上げられていること ②民間企業の場合は、研究開発成果を論文発表より、むしろ特許出願することを推奨していることまた、JST においては、論文の上位機関として 8 位に、日本特許の上位出願人として 7 位にランクインしており、日本における超伝導物質の研究開発のプレーヤーとなっていることがわかる。－ 1 －図表 1 論文数の上位機関と日本特許の上位出願人（広範囲）論文の上位機関日本特許の上位出願人広範囲についての論文、特許の分析結果を論文数、特許出願件数の上位機関、超伝導物質の要素技術別、技術課題別、用途別の特徴をまとめると、概ね次のように整理できる。用途別では、日本出願は診断・医療分野の出願が多いのに対し、海外ではエネルギー・電力分野の出願が多い。1この要因の 1 つとして、欧米で発生した広域停電2を契機に、電力の安定的な供給についての関心が高まり、超伝導ケーブルなどの研究開発テーマへの注力が見られるようになったことも背景として考えられる。対象文献論文日本特許米国特許欧州特許・・・・・・・・・・・・・・・・・・・図表 2 広範囲についての論文、特許の分析結果のまとめ分析結果のまとめ論文件数の上位機関は、東京大学、東北大学等である。 JST の論文数は 972 件であり、件数では上位 8 位にランクインしている。論文数全体の件数は、銅酸化物系の論文が減少していることもあり、減少基調である。要素技術別では、ピンニング、バルク・溶融加工の論文数が多い。技術課題別では、高臨界温度、高臨界電流・電流密度の論文数が多い。用途別では、診断・医療分野、エネルギー・電力分野の論文数が多い。上位出願人は、住友電工、東芝、日立製作所等である。 JST の出願件数は 113 件であり、件数では上位 7 位にランクインしている。出願件数は 1990 年代が多く、その後は減少基調である。要素技術別では、薄膜・素子加工、線材加工、粉末焼成法の出願件数が多い。技術課題別では、高臨界温度、高臨界電流・電流密度の出願件数が多い。用途別では、診断・医療分野、エネルギー・電力分野の出願件数が多い。上位出願人は、住友電工、IBM 等である。 JST の出願件数は 19 件である。出願件数は 2001 年をピークに、その後は減少している。要素技術別では、薄膜・素子加工、線材加工、粉末焼成法の出願件数が多い。技術課題別では、量産性向上、耐環境性の出願件数が多い。用途別では、エネルギー・電力分野が多いが、産業・輸送機分野、診断・医療分野、情報・通信分野も 400 件以上の出願がある。上位出願人は、住友電工、GE、Siemens 等であり、米国の出願構造に類似してい 1 「米国では広域停電が頻発したのを受け、2003 年に DOE 送配電局が米国の送配電の長期ビジョン『Grid2003』を発表した(http://www.oe.energy.gov/)。この中で、超電導技術が重要技術として位置づけられ、超電導電力ケーブル、超電導変圧器の開発を加速すべきであるとしている。」（「超電導の応用最新技術」監修：塚本修巳、シーエムシー出版、2008 年、ｐ293） 2 広域停電の代表的な事例としては、2003 年８月に米国、2006 年 11 月に欧州で発生した停電が挙げられる。－ 2 － PCT 出願る。・ JST の論文数は 16 件である。・出願件数は 1993 年をピークに、1994 年に減少に転じている。1994 年から 2006 年までは、増減を繰り返しているが、コンスタントに出願されているため、日米のような出願件数の大幅な減少基調は見られない。・要素技術別では、薄膜・素子加工、線材加工の出願件数が多い。・技術課題別では、量産性向上、耐環境性の出願件数が多く、米国の出願構造に類似している。・用途別では、診断・医療分野、エネルギー・電力分野の出願件数が多い。・上位出願人は、アメリカンスーパーコンダクター、Siemens、住友電工等であり、米国や欧州の上位出願人が多く含まれる。・ JST の論文数は 27 件であり、上位 4 位にランクインしている。・出願件数は 2003 年である。グローバル企業を中心に、国際的な特許の権利化を重視する機運もあり、超伝導物質全般の特許出願件数そのものは、日米欧とも減少基調にある中で、PCT 出願は 1998 年から 2006 年にかけて、増加する傾向にある。・要素技術別では、薄膜・素子加工、線材加工の出願件数が多い。・技術課題別では、量産性向上、耐環境性の出願件数が多く、米国や欧州の出願構造に類似している。・用途別では、エネルギー・電力分野の出願件数が多い。 2)狭範囲における知的財産の現状分析本調査で定義した狭範囲（鉄系高温超伝導物質）における論文数は 202 件、日本出願は 2 件、米国出願は 0 件、欧州出願は 0 件、PCT 出願は 2 件であった。鉄系高温超伝導物質に関する論文と日本出願を件数の観点で比較すると、論文の件数が圧倒的に多いことがわかる。経年推移でみると、2006 年以前は鉄系高温超伝導に関する論文、特許は見られない。その後、論文に関しては 2008 年にかけて急増している。日本出願について 2006 年に JST による出願されて以降、出願は見られない。しかしながら、論文が 2009 年に前年の約 3 倍まで増加していることから、本研究のインパクトの大きさを窺える。図表 3 鉄系高温超伝導の論文と特許の件数と経年推移 SORST 発行年（論文）/出願年（日本出願）本調査で定義した狭範囲における論文数の上位機関を見ると、JST、産業総合技術研究所、東京工業大学等がランクインしている。当該分野における論文数は、合計で 202 件であり、そのうちの 3 割強を JST が占めていることから、JST が超伝導素材（鉄系）の研究の牽引を－ 3 －担っていることが窺える。出願件数が 1 件と極めて少ないのは、鉄系の高温超伝導素材の発見時期が 2008 年 2 月3であり、学術的な観点から、論文の発行が先行していることや特許の出願から公開までのタイムラグがあるため、現時点で出願されている特許の情報で未公開のものが含まれるためと考えられる。図表 4 論文数の上位機関と日本特許の上位出願人（狭範囲）論文の上位機関日本特許の出願人狭範囲（鉄系高温超伝導物質）についての論文、特許の分析結果をまとめると、概ね次のように整理できる。鉄系の高温超電導物質の発見が 2008 年２月と比較的新しいこともあり、論文の発行が先行していることが窺える。一方特許については、日本では 1 件にとどまっているが、今後、公開される特許が増加するものと推察される。なお、米国、欧州においては、特許出願が確認されなかったが、PCT 出願においては、中国から特許が出願されている。今後、各国間での研究開発競争が活発化することを考慮すると、グローバルな視点に基づいて、戦略的に PCT 出願していくという対応についても検討する必要がある。対象文献論文日本特許米国特許欧州特許 PCT 出願図表 5 狭範囲（鉄系高温超伝導物質）についての論文、特許の分析結果のまとめ分析結果のまとめ・論文件数の上位機関は、JST,産業技術総合研究所、東京工業大学等である。・ JST の論文数は 74 件であり、1 位にランクインしている。・技術課題別では、高臨界温度の論文数が突出して多い。・ JST から 1 件が出願されている。・技術課題別では、高臨界温度を対象とした出願が 1 件ある。・当該技術分野の特許出願は確認されなかった。・当該技術分野の特許出願は確認されなかった。・当該技術分野の総出願件数は 2 件であり、いずれも中国の研究機関からの出願である。 3 東京工業大学のホームページにおいて、鉄系の高温超伝導素材の発見についてプレス発表されている。＜http://www.titech.ac.jp/tokyo-tech-in-the-news/j/archives/2008/02/1203379200.html＞－ 4 － 3）技術発展図の作成と考察論文、特許を対象に、統計的なデータ処理による被引用回数の多い文献の抽出を行った後、有識者へのインタビュー調査を実施し、重要論文、重要特許を選定し、以下の通り技術発展図を作成した。図表 6 技術発展図（論文、特許） 2007 2006 2009 2008 鉄系高温超伝導物質 06A0659603（整理番号） 2006/08/09（発行日） HIRANO MASAHIRO、HOSONO HIDEO （JST、東工大、日) 鉄系層状超伝導体 LaOFeP [資料名：J Am Chem Soc (128,31, 10012-10013)] 07A0741462（整理番号） 2007/07/01（発行日） CHE R C、LI J Q （中国学術院、中) LaOFeP超伝導体の合成および構造特徴 [資料名：Supercond Sci Technol (20,7, 687-690)] 08A0330344（整理番号） 2008/03/19（発行日） HIRANO MASAHIRO、HOSONO HIDEO （JST、東工大、日) La(O1-xFx)FeAs鉄系層状超伝導体 (x=0.05-0，12;TC=26K) [資料名：J Am Chem Soc (130,11, 3296-3297)] 08A0505725（整理番号） 2008/05/15（発行日） HOSONO HIDEO、HIRANO MASAHIRO、他（JST、日本大、東京工業大、日) 鉄系層状化合物LaO1-xFxFeAs における43Kでの超伝導 [資料名：Nature (Lond) (453,7193, 376-378)] 08A0574673（整理番号） 2008/06/05（発行日） CHEN H.、CHEN X. H、他（中国科学技術大学、中) SmFeAsO1-xFxにおける43Kでの超伝導 [資料名：Nature (Lond) (453,7196,761-762)] 2008/06（発行日） Ren ZA、Lu W 他（中) Superconductivity at 55K in iron-based F-doped layered quaternary compound Sm[O1-xFx]FeAs [資料名：CHINESE PHYSICS LETTERS (25,6, 2215-2216)] 08A0855937（整理番号） 2008/07/25（発行日） HAN M. J.、LEBEGUE S、他（カリフォルニア大、米) 反強磁性LaFeAsOにおける電子-正孔対称性と磁気結合 [資料名：Phys Rev Lett (101,4, 047001.1-047001.4)] 特願2006-155255（出願番号） 2006/06/02（出願日）細野秀雄、他4名（JST、日) 超伝導化合物及びその製造方法。 08A0880477（整理番号） 2008/08/01（発行日） YILDIRIM T （ペンシルベニア大、米) LaFeAsOにおける150K異常の起源:競合する反強磁性相互作用，フラストレーション，および構造相転移 [資料名：Phys Rev Lett (101,5, 057010.1-057010.4)] 08A0880470（整理番号） 2008/08/01（発行日） MAZIN I.I., JOHANNES M.D. （Naval Res. Lab.、米) LaFeAsO1-xFxにおける秩序パラメータの符号の反転した異例の超伝導特性 [資料名：Phys Rev Lett (101,5, 057003.1-057003.4)] 08A0867955（整理番号） 2008/08/15（発行日） LEE Chul-Ho、IYO Akira 他（National Inst. of Advanced Industrial Sci. and Technol.、日) フッ素無しLnFeAsO1-y(Ln=La,Nd)の超伝導性におよぼす構造パラメータの効果 [資料名：J Phys Soc Jpn (77,8, 083704.1-083704.4)] 08A0945406（整理番号） 2008/08/22（発行日） KUROKI K、USUI H、他（電気通信大学他、日本) 超伝導LaFeAsO1-xFxの分離された Fermi面から生じる異例の対形成 [資料名：Phys Rev Lett (101,8, 087004.1-087004.4)] 08A1009938（整理番号） 2008/09/05（発行日） ROTTER M、他 2008（発行日）（Ludwig-Maximilians-Univ、他) Hsu, F.-C.a b 、他鉄ヒ化物(Ba1-xKx)Fe2As2における38Kでの超伝導（Ludwig-Maximilians-Univ、他) [資料名：Phys Rev Lett Superconductivity in the PbO-type structure α-FeSe (101,101, 107006.1-107006.4)] [資料名：Phys Rev Lett (101,101, 107006.1-107006.4)] 09A0308178（整理番号） 2009/02/27（発行日） CARLO J. P.、CHEN G. F、他（大阪大学、コロンビア大学、他、日米) ミューオンスピン緩和によって研究した RFeAs(O，F)(R=La，Nd，Ce)とLaFePOの静的磁気秩序と超流動密度銅酸化物超伝導体挙動との異常な類似点 [資料名：Phys Rev Lett (102,8, 087001.1-087001.4)] 09A0397956（整理番号） 2009/04/01（発行日） AMATO A.、BAINES C、他（IFW、他、デンマーク) LaO1-xFxFeAs超伝導体の電子状態図 [資料名：Nat Mater(8,4,305-309)] 09A1002772（整理番号） 2009/09/15（発行日） EISAKI HIROSHI、HASE IZUMI、他（JST、産総研、日) 多バンド及び多チャンネル吸引系における同位体効果と鉄系超伝導体における逆同位体効果 [資料名：J Phys Soc Jpn (78,9094718.1-094718.5)] 09A0023482（整理番号） 2008/12/18（発行日） CHRISTIANSON A. D.、LUMSDEN M. D. 他（Oak Ridge National Lab.、米) 非弾性中性子散乱により観測された Ba0.6K0.4Fe2As2における非従来型超伝導 [資料名：Nature (456,7224, 930-932)] 国内外の特許情報であることを示す国内外の論文情報であることを示す 4）JST 研究成果のインパクト検証 JST 研究成果についてのインパクト検証を行った。具体的には、論文や特許出願件数の多寡を色表示する分布図を用いて、インパクトを検証した。鉄系の出願・論文の件数が全体の中で非常に少ないため、鉄系の領域を形成するには至っていないが、金属系超伝導物質の一部の領域に混在している。その結果、論文では、金属系・鉄系の領域における論文が集中しているが、全体で見ると研究の集中している分野と異なっている。これは鉄系についての研究分野が、新しい領域であるためで、JST が先行して研究開発を行っていることを示唆していると考えられる。分布図では結果が出なかったが、論文数の増加が著しいので、今後領域が形成されることが見込まれる。－ 5 －図表 7 分布図による可視化から見たインパクト検証（要素技術用語のマッピング図）（論文）（再掲）ビスマス化合物カルシウム化合物 A B C D E 銅化合物酸化物 F G H 1 ストロンチウム化合物 2 ＢＩテープ銀ＢＳＣＣＯＡＧ 3 鉛化合物超伝導薄膜多芯超伝導線 4 5 応用製品 6 7 8 超伝導線多芯バリウム化合物イットリウム化合物被覆ＢＩ２２２３電気損失被覆材チューブ法交流損失線材テープ線材パウダー粉末法イン焼結Ｘ線回折成長膜基板ＹＢＣＯ薄膜ＹＢＣＯエピタクシーレーザ蒸着蒸着薄膜ＹＢＡ２ＣＵ３Ｏ７ＹＢＣＯ膜イットリウムバリウム銅被覆層厚膜タリウム化合物膜厚ＴＬ組織化粉末熱分解磁束ピン止め熱分解法転移温度多層膜パルス多芯線材スプレー粉体スクリーン有機金属イットリウム噴霧溶融脂肪族印刷法水銀化合物フォーミング損失低減圧縮印刷塗布ＨＧ凝固多層積層マルチフィラメントピン止めＪＯＳＥＰＨＳＯＮ接合合成厚膜化ビスマス多フィラメントタリウムＴＬ基ＴＢＣＣＯＹＢＡ２ＣＵ３ＯＸエッチング焼成フォトリソグラフィーマイクロブリッジＹＢＡＣＵＯパターン化金属化合物超伝導コイルワイヤフィラメント束ＴＬ２Ｏ３マイクロ波合金スプレーチューブスプレー法ピンニング重層ＨＧ基レニウムパターニング溶射スプレードライ法細線化溶融法超伝導ケーブルケーブル導体パウダマルチフィラメント化リソグラフィー多線条電力ケーブル２層金属管水銀パウダーインチューブ法無限層修飾フォトリソグラフィー法ガドリニウム化合物ケーブル試験有機化合物プリントエーテルペースト印刷性圧力有機物送電線電力窒化物層バルクユウロピウム地中バルク材送電サマリウム化合物ケイ素ＹＢＡ２ＣＵ３Ｏ６ランタン化合物窒化物有機塩化物二ホウ化マグネシウムパッケージ高圧リチウム捕捉磁場ネオジム化合物オキシプニクチドＭＧ有機ビヒクル有機伝導体プニクチドオキシプニクタイドオレフィン化合物ドープ液体窒素銅酸塩マグネシウム硫黄不純物マグネシウム合金層状二ほう化プニクタイドフッ化物バルク磁石炭化ＬＡＦＥＡＳＯＣ６０オキシニクタイドフラーレンＣ６０バルク超伝導体ＸＣＥＸＣＵＯ４セリウム化合物炭素フラーレンドーピングＡＳＬＡＦＥＡＳＯ１バルク体着磁ホウ素電子ドープホウ化マグネシウムほう化正孔反強磁性体ヒ素磁気浮上銅酸化物鉄永久磁石電荷鉄化合物ヒ化物マグネシウム化合物ホウ化物スピンＭＧＢ２相互作用反強磁性鉄系銅酸化物系金属系（MgB2）図表 8 JST 研究成果をプロットした分布図（論文）注）論文数の多い順に赤→黄色→緑→水色と表示。青色の部分は論文数がほとんどない領域を示す。 1993 年から 2009 年までの論文数の合計件数から技術用語ごとの件数を算定し、相対的に色付けを行っている。赤丸のプロットが狭範囲に含まれる JST 研究成果を示す。－ 6 －本報告書の作成にあたっては、以下の方々や、他の有識者の方々に多大なるご協力、ご助言をいただきました。ここに、心より感謝の意を表します。糸﨑秀夫黒木和彦大阪大学大学院基礎工学研究科システム創成専攻電子光科学領域教授電気通信大学電気通信学部量子・物質工学科教授（敬称略、順不同）調査実施機関：NRI サイバーパテント株式会社－ 8 －ＪＳＴ成果事例の特許・論文による調査分析「鉄系高温超伝導物質」報告書独立行政法人科学技術振興機構知的財産戦略センター平成 22 年 3 月〒102-8666 東京都千代田区四番町５－３電話 03-5214-8477 Ⓒ2010 JST/CIPS 無断での転載を禁じます。－ 7 －