二次元的高温超伝導体のc軸方向の磁束線の縦相関距離

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 松下 照男 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (90038084)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小田部 荘司 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (30231236) ; 古川 昌司 九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (30199426)
• Keywords: 高温超伝導体 / 磁束線 / 相関距離 / 磁束バンドルサイズ / 次元性 / ピンポテンシャル

Research Abstract

厚みを5μmから10μmまで変えたBi-2212超伝導試料について厚みの方向(c軸方向)の不可逆磁界を測定した。その結果、当初の予想と異なって、厚みが薄い試料の方が不可逆磁界が高かった。この結果について、ピンカの不均一分布を考慮した磁束クリープ・フロー・モデルによる理論解析と比較した。解析に必要なピンニング・パラメーターは広い温度、磁界領域におれる臨界電流密度が実験結果に一致するように選んだ。これによる理論結果は実験結果とよく一致した。厚みの薄い試料の方が不可逆磁界が高かったのは、一つにはピン力が強く、臨界電流密度が大きかったためであり、またもう一つには不可逆磁界近傍では磁束線の縦相関距離が数μmのオーダーであって、すでにバルク・ピンニングの領域にあったためである。このことからこの理論的モデルの記述は正しいことが明らかになったが、直接超伝導体試料の厚み依存性を実験で確かめるには、その厚みを5μm以下にしなければならないことが明らかになった。
一方、同様に二次元的なBi-2223超伝導テープ線材および三次元的なY-123超伝導単結晶について、磁化の緩和率の測定から見かけのピンポテンシャルを求め、これから磁束バンドル中の磁束線の平均の数を評価した。この値は磁束バンドルの横方向のサイズに関係している。その結果、この磁束線数はBi-2223では1から2の間の値となり、Y-123では3以上の値となった。これまでに得られた最も二次元的なBi-2212ではこの値が1であることから、次元性が低くなるにつれて磁束バンドルの横方向のサイズが小さくなることが明らかとなった。この結果はパンケーキ磁束モデルの予想とは根本的に異なる。

Research Products

• [Publications] T.Matsushita 他: "Flux Pinning Property in Y-123 Single Crystal" Advances in Supercondutivity. X. (1998)
• [Publications] T.Matsushita 他: "Dependence of Irreversibility Field on Thickness of Superconducting Layer for Bi-2212 Tape Wire" Advances in Supercondutivity. X. (1998)
• [Publications] T.Matsushita 他: "Comparison of Flux Bundle Size between Three-Dimensional Y-123 and Two-Dimensional Bi-2212 Superconductors" Advances in Cryogenic Engineering(Materials). 44. (1998)