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

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650019
• 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

Bi-2212などの二次元的超伝導体の対極としての三次元的超伝導体の例として、熔融法で製作したピンニングの強いSm-123超伝導体の磁化およびその時間緩和を測定し、臨界電流密度、見かけのピンポテンシャル、不可逆磁界を測定した。その結果は磁束バンドル中の磁束線の数を4.3として大体説明することができた。これはBi-2212などでは1となることと対照的である。なお、磁束バンドルの長さ方向のサイズは、これまでに示したように、与えられた磁界の下ではピンニングの強さのみで決定し、超伝導体の次元性に依存せず、パンケーキ磁束モデルで仮定したようにブロック層間でnmサイズに切れ切れになることはなく、10μmの程度にまで達する。したがって、超伝導体の次元性が不可逆性に及ぼす影響は横方向のサイズであると結論される。
Bi-2212超伝導体でこのように磁束バンドルの横方向サイズが小さくなるのは、ブロック層の厚みが厚く、この部分の超伝導性がほとんどないために磁束線格子の剪断変形に対する弾性定数C_<66>が小さくなるためである。一般に磁束線格子の横方向の弾性相関距離はC_<66>の1/2乗に比例する。すなわち磁束線格子が剪断変形をしても弾性エネルギーの上昇は小さく、熱活性化運動の際に各磁束線は単独で行動しやすいと考えられる。逆に、Sm-123などの三次元的超伝導体ではブロック層の厚みが厚くないばかりでなく、その部分の超伝導性もある程度強いので磁束線格子は剪断変形しにくく、横方向に大きな磁束バンドルを形成することになる。したがって、こうした不可逆性の考察より、超伝導体の局所的な超伝導性を明らかにすることができた。

Research Products

• [Publications] T.Matsushita 他: "Distribution of Shielding Currents in Underdoped Bi-2212 Single Crystal"Supercond.Sci.Tech.. 12/12. 1083-1085 (1999)
• [Publications] T.Matsushita 他: "Irreversibility Field and Apparent Pinning Potential in Superconducting Bi-2212 Single Crystal"Adv.Cryog.Eng.Mater.. 46. (2000)
• [Publications] E.S.Otabe 他: "Irreversible Characteristics of Melt Processed Sm-123 Superconductor"Advances in Supercond. XII. (2000)
• [Publications] T.Matsushita 他: "Flux Pinning Property in Melt-Processed Sm-123 Superconductor"Physica C. (2000)