高温超伝導体中の磁束量子拡散のダイナミックス

• 研究課題/領域番号: 06216233
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 深見 武 九州大学, 理学部, 助教授 (20037261)
• 研究分担者: 市川 聡夫 九州大学, 理学部, 助手 (30223085)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1994年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 高温超伝導体 / 磁束融解 / 磁束格子波

研究概要

高温酸化物超伝導体の混合状態の磁束量子のピニング中心からの変位が、ピニング力圏内に留まる様な微小振幅の周期磁場変化の伝播特性を測定し、温度上昇にともなう磁束格子の固体状から液体状への変化(融解)の物性研究を目的として準備を進めてきた。
(1)測定装置:
主要な部分は既設の連続波の機械的共鳴を利用した超音波測定装置を使用し、検出感度を高めるため、最高感度100pVの検出感度を持つデジタルロックインアンプを購入し、自動測定のためのソフトウェアの開発を含めて、新しいシステムでの測定装置をほぼ完成させた。
(2)検出用の微小ホール素子:
GaAsの表面に1ミクロン程度の深さにSiを打ち込んでドナー不純物準位を形成したN型半導体を用いて、リソグラフィー法により、10ミクロン四方のホール素子を作製した。このときホール素子部以外の部分を深さ1.5ミクロンほどエッチングして除去して、素子以外の部分をGaAsの高抵抗部分で形成し絶縁性もたせた。
(3)微小振動磁場発生用微小コイル:
この研究では磁束量子格子の波の伝播を調べるので、微小平面での磁場変化を作りださなければならない。このため定常磁場に重畳する振動磁場も微小平面内で加えることが必須である。このための微小コイルをリソグラフィ法を用いて作製した。
(4)微小ホール素子のテスト
上記(2)により作製した素子について、ホール電圧対磁場の測定を繰り返している。その結果、性能の優れている素子は、外部磁場10000エルステッドまで線形性が成り立つ事が分かり、感度として約5nV/エルステッドを得ている。ホール係数の温度依存性を室温より液体窒素温度まで測定した結果、ほとんど温度に依存していないことが分かった。この素子を用いて、研究課題の次のステップに進んでいる。
各々の整備、特に微小ホール素子の作製に手間取り、全体的に遅れていて、本年度中に研究目的を達成できなかった。しかし、ほぼ準備が整ったので、早い機会に目的の実験に着手できる見通しである。