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パルス強磁場中マイクロ計測技術を用いた磁束相転移の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15740199
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関東京大学

研究代表者

大道 英二  東京大学, 物性研究所, 助手 (00323634)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードカンチレバー / 磁束相転移 / 侵入長測定 / パルス強磁場 / マイクロ計測 / 超伝導 / 表面インピーダンス / ファラデー法
研究概要

平成16年度は、近年発見された高温超伝導体MgB_2の超伝導状態ならびに磁束状態について調べた。この物質は、高い超伝導転移温度を持つことから新たな超伝導線材としての応用が期待されるとともにマルチギャップ超伝導という新奇な超伝導体として興味が持たれている。しかしながら、高い臨界磁場と大型単結晶育成が困難なことから、これまで強磁場域での測定が不可能であった。そこで平成15年度に開発したマイクロ計測による高感度測定装置を用いて、初めて低温・強磁場領域までその磁束相転移について調べた。
(1)マイクロカンチレバーを用いた炭素置換MgB_2における不可逆磁場増大の観測
超伝導体応用を考える上で磁束のピンニングを反映した不可逆磁場の測定は最も基本的な測定の一つである。マイクロカンチレバーによる高感度トルク測定を炭素置換MgB_2単結晶に適用することで、不可逆磁場の変化を調べた。その結果、炭素置換とともに超伝導転移温度は単調減少するが、不可逆磁場が約5%置換した試料で最大値を持ち、約33Tまで上昇することがわかった。この値は置換していない試料の値の約2倍にあたり、炭素原子の不純物効果として説明できることを示した。また、上部臨界磁場の異方性から、炭素置換してもマルチギャップ超伝導は消失しないことを示した。
(2)トンネルダイオード型侵入長測定による磁束秩序-無秩序転移の観測
MgB_2は、磁束相図の観点からは従来型超伝導体と高温超伝導体の中間に位置する物質であり、その振る舞いは興味深い。炭素置換した試料の測定を行うことで磁束格子に対する不純物効果を系統的に調べることが可能になる。本研究で開発したトンネルダイオード型侵入長測定装置を用いることで、磁束秩序-無秩序転移について詳細に調べた。その結果、炭素濃度を増大していくに従い、磁束転移線が低磁場側にシフトしていく振る舞いが観測された。これらの振る舞いは、ギンツブルグ数をパラメータとした理論を用いて、定量的に説明することができた。また、その結果から、MgB_2は磁束格子に対する揺らぎの効果が比較的小さい系としてみなせることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Carbon-substitution effect on vortex order-disorder transition in MgB_2 single crystals2004

    • 著者名/発表者名
      E.Ohmichi, E.Komatsu, T.Masui, S.Lee, S.Tajima, T.Osada
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

      ページ: 174513-174513

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Enhancement of irreversibility field in carbon-substituted MgB_2 single crystals2004

    • 著者名/発表者名
      E.Ohmichi, T.Masui, S.Lee, S.Tajima, T.Osada
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan 73

      ページ: 2065-2065

    • NAID

      110001954935

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of a tunnel diode oscillator to noncontant resistivity measurement in pulsed magnetic fields2004

    • 著者名/発表者名
      E.Ohmichi, E.Komatsu, T.Osada
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75

      ページ: 2094-2094

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Micro-probe measurement in pulsed high magnetic fields2004

    • 著者名/発表者名
      E.Ohmichi, T.Osada
    • 雑誌名

      Physica B 346-347

      ページ: 509-509

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface impedance measurement with use of a tunnel diode oscillator in pulsed magnetic fields2004

    • 著者名/発表者名
      E.Komatsu, E.Ohmichi, T.Osada
    • 雑誌名

      Physica B 346-347

      ページ: 534-534

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] E.Ohmichi, T.Osada: "Micro-probe measurement in pulsed high magnetic fields"Physica B. (To appear). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Komatsu, E.Ohmichi, T.Osada: "Surface impedance measurement with use of a tunnel diode oscillator in pulsed magnetic fields"Physica B. (To appear). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2020-05-15  

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