ナノ粒径分散制御型薄膜における起伝導-強磁性相関の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650646
• Research Institution: TOHOKU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 小尾 俶久 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80005925)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤森 啓安 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005866) ; 池部 学 岩手大学, 工学部・材料物性学科, 教授 (40005955)
• Keywords: 超伝導 / 強磁性 / 薄膜 / 多層膜 / 臨界温度 / 臨界磁場 / 近接効果 / キュリー温度

Research Abstract

本研究はナノスケールで超伝導体中に分散又は接触させた強磁性体の薄膜系における、超伝導と強磁性の相関を調べる事が目的である。具体的には強磁性体の存在による超伝導体への対破壊効果や近接効果によって惹き起こされる超伝導臨界温度(Tc)への影響、または超伝導次元性への影響(Hc2,Jc)等を調べる事にある。我々はそのアプロウチとして(1)超伝導体と強磁性体を交互に積層した膜に於いて検討、(2)超伝導体中に強磁性体を分散させた系について検討、(3)上記1,2との比較のため超伝導体に非磁性体を交互に積層させた系で検討、を行った。1についてはスパッタ法によりNb/Co、V/Co等の多層膜を作製し測定した結果、磁性層厚の変化に伴ってTcが異常な振る舞いを示す事を見いだした。即ち超伝導体/非磁性体多層膜では起こり得ないTcの磁性層厚に対する振動現象が見出された。これについては是迄幾つかの報告があるが、我々の結果は、是迄の報告と違い二段変化が現れ、この現象について理論とタイアップして検討を進めた結果、超伝導秩序因子の位相差を如実に反映して表れている事が判明した。2については強磁性体を超伝導マトリックス中に分散させた系をスパッタ法によって作製し、磁性粒子の種類、粒径、分散度との兼ね合いに於いて強磁性体磁性粒子の超伝導的性質に及ぼす影響を見た。作製したNb-Fe分散系ではFeがかなり少ない状態から超伝導臨界温度(Tc)が減少し、所謂アブリコソフ-ゴルコフの理論に従ってTcは減少した。更にこれらの系について熱処理等により磁性粒子の分散度、粒径等を制御して行きその時の超伝導の振る舞いを調べた。しかし当初の目的であるスピングラス相との共存は得られなかった。3については非磁性体として別の超伝導体を選んだときのHc2、Jcの挙動を調べた。結果は近接効果の理論でかなり説明が出来る事が分かった。

Research Products

• [Publications] 池部学: "On anomalous temperature dependence of Hc2 in natural artificial layer superconductors"Physica C. 317-318. 142-148 (1999)
• [Publications] 小尾俶久: "Oscillation phenomenon of transition temperatures in NblCo and V/Co superconductor/ferromagnet multilayers"Physica C. 317-318. 149-153 (1999)
• [Publications] 小尾俶久: "Superconducting Transition temperature and dimensional crossover in NblCo and V/Co multilayers"Journal of Physical Society of Japan. 68巻8号. 2750-2754 (1999)
• [Publications] 小尾俶久: "Flux pinning characteristics in NbTi/Nb superconductor/superconductor multilayers"Physica B. (2000)