多層膜超伝導体Nb/Nb_<1-X>Zr_Xの混合状態の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05640404
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 桑沢 好則 千葉大学, 理学部, 助教授 (60009602)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野島 勉 千葉大学, 理学部, 助手 (80222199)
• Keywords: 多層膜 / 超伝導体 / 上部臨界磁場 / 臨界電流密度 / 量子磁束線 / パンケーキボルテックス / 磁束ピンニング

Research Abstract

本研究は電子拡散係数の相異する二種類の超伝導体NbとNb_<1-X>Zr_X合金膜を交互に人工的に積層した超伝導多層膜の超伝導混合状態相での量子磁束線のpinning構造を調べることを目的としている。この系は層状構造に起因する超伝導秩序変数△(r)の変調が興り、それに原因して膜面に平行な上部臨界磁場H_<C2||>の温度依存性において特異な現象が観測される。とくに、X=0.5の組成では積層された二つの超伝導体の転移温度Tcが等しくなり、平行な上部臨界磁場の近傍で△(r)の局在中心がT=0.7T_Cより高温側ではNb層にあり、低温側ではNbZr層にある。T>0.7T_Cの領域での臨界電流密度J_Cの磁場依存性においてその極大をとる磁場Hpの存在や角度依存性の詳細な測定から混合状態の量子磁束線がHpより低磁場側では層状酸化物高温超伝導体で提案されている階段状に侵入するstepwise-vortex的構造をとり、高磁場側ではNb層に二次元pancake-vortex的構造をとることが明らかになった。T<0.7T_Cの低温度側で△(r)の局在中心がNbZr層にある場合、上部臨界磁場に近い高磁場側では量子磁束線がNbZr層に二次元pancake-vortex的構造をとり、さらに、J_Cの磁場依存性の精密な測定曲線において、二つのkink-structureがT>0.7T_Cの領域のH_<C2||>(T)曲線の延長上の磁場近傍、H_<L1>とH_<L2>で存在することが観測された。これは東北大学の高橋・立木らの理論計算の結果から、このH_<L1>とH_<L2>で一次相転移の可能性が予想されている。これらについては詳細な研究がさらに必要であるが、その一部は1994年1月にアメリカで開かれたOE/LASE学会で発表した。つぎに、他の合金組成X=0.25の多層膜について、その膜面に平行な上部臨界磁場の温度依存性についてしらべ、その一部はアメリカのオレゴン大学で開かれた第20回低温物理学国際会議(1993年8月)で発表した。

Research Products

• [Publications] T.Nojima et al.: "Anisotropy of critical current and 2D mixed state in superconducting Nb/NbZr multilayers" Proc.5th Int.Sympo.on Superconductivity(ISS'92)Advance in Superconductivity. 5. 497-500 (1993)
• [Publications] Y.Kuwasawa et al.: "Angular dependence of upper critical fields in Nb/Nb_<1-X>Z_X multilayers" Proc.20th Int.Conf.on Low Temp.Physics(1993). (発表予定). (1994)
• [Publications] Y.Kuwasawa et al.: "Superconductivity and crystalline orientations in V/Cr multilayers" Proc.20th Int.Conf.on Low Temp.Physics(1993). (発表予定).
• [Publications] T.Nojima et al.: "Vortex-lattice phase diagram of Nb/NbZr multilayers" Proc.20th Int.Conf.on Low Temp.Physics(1993). (発表予定).
• [Publications] Y.Kuwasawa et al.: "Influence of crystalline orientation on the superconducting properties in V/Cr multilalyers" Proc.OE/LASE '94,January 1994.(発表予定).
• [Publications] T.Nojima et al.: "New Phase line in the mixed state of Nb/NbZr multilayers" Proc.OE/LASE '94,January 1994.(発表予定).