高分解能Bitter法による高温超伝導体中の磁束格子の研究

• 研究課題/領域番号: 06750674
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 佐々木 勝寛 名古屋大学, 工学部, 助手 (00211938)
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 1994年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 高温超伝導体 / 磁束格子 / 高分解能Bitter法

研究概要

一つの試料に二つ以上の条件で、Bitter patternの蒸着を行うと、最終的な成功率はそれぞれの成功率のべき乗になる。全体の成功率の向上には、それぞれの蒸着における成功率を高くする必要がある。これまでのそれぞれの蒸着の成功率は10%程度であったが、失敗の原因は主として磁性微粒子の蒸着時に真空度が変化し最適蒸着真空度が保てなくなるためであった。それを以下の方法で仰制し成功率を向上させた。まず蒸着チャンバーを分子ターボポンプで真空に引くことで、チャンバー内をドライバキュームとし、冷却時に残留炭化水素がチャンバー壁に凝集し、それが蒸着操作の際に蒸発して真空度が変動することを押さえた。
フィラメントに巻き付けた磁性金属のワイヤーを、本蒸着の前にいったん真空チャンバー内意で加熱融解し、フィラメントや磁性金属表面に付いていた油分などを蒸発させた。チャンバー内に流すヘリウムガスを、チャンバーの手前でいったん液体窒素温度まで冷却し、ガス中の水分などの不純物を取り除いた。以上の方法を用いて、CoやNiの蒸着成功率を30%程度まで向上させた。しかし、Feの場合は最適蒸着真空度が、他の二つの金属に比べて一桁小さく制御が難しかった。今後蒸着チャンバーのベ-キングや、ヘリウムガス中の酸素や窒素などの不純物をpurifierなどを用い取り除き、更に安定した蒸着条件を得る必要がある。
また、適切な条件で蒸着が行われた試料において、Bitter patternをEDXを用いて十分観察できることが見出され、複数種類の磁性粒子を蒸着しても、そのBitter patterは独立して観察できることが分かった。
以上のように、複数種の磁性金属を用いて、一つの試料において磁束格子の変化を観察する基礎的な技術をほぼ開発した。しかし実用的に十分な成功率を得るには、更に実験条件の制御が必要である。