メガガウス超強磁場における量子現象の探求

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044066
• 研究種目: 国際学術研究
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三浦 登 東京大学, 物性研究所, 教授 (70010949)
• 研究分担者: DURAK A.S. New South Wales大学, 助手 ; CLARK R.G. New South Wales大学, 教授 ; 中川 宏之 日本学術振興会, 特別研究員 ; 松田 康弘 東京大学, 物性研究所, 助手 (10292757) ; 長田 俊人 東京大学, 物性研究所, 助教授 (00192526)
• キーワード: 超強磁場 / 輸送現象 / 量子現象 / ストリップライン / 高温超伝導体 / 酸界磁場

研究概要

メガガウス領域(100T以上)の超強磁場はパルス幅が数マイクロ秒という非常に短いため、その下での輸送現象の測定には、巨大な誘導電圧に伴う多くの困難が存在する。本年度は、一巻きコイル法によって発生した100T以上の超強磁場下での磁気抵抗測定技術の開発とそれを用いた酸化物高温超伝導体の超強磁楊特性の研究を行った。輸送現象の測定手段としては、4端子法による直流および交流測定(5-10MHz)と、マイクロ波領域でのストリップライン法という2種類の方法を用いた。前者は主として東京大学側が、後者は主としてNew South Wales大学側が担当して技術開発を進め、これらを持ち寄って東京大学物性研究所の一巻きコイル法装置を用いて実験を行った。4端子法による測定では、代表的な高温超伝導体であるYBa_2CU_3O_<7-6>において磁場がc軸に平行な場合(B//C)について、磁場による超伝導-常伝導転移が観測された。この転移点の温度依存性から、Tcから極低温に至る広い温度領域での超伝導相図が決定され、相図が他の高温超伝導体と異なり、WHH理論に従う典型的な形状をもつことが明らかにされた。さらに極低温下で磁場によって超伝導を抑制した常伝導状態での抵抗の温度依存性が金属的であることを見出した。磁場がc軸に垂直な場合(B⊥C)には臨界磁場がさらに高いのでマイクロ波領域でストリップラインを用いて測定を行った。この場合も磁気抵抗に明瞭に転移が観測された。本年度にはまた超強磁場下で磁碇化測定を行うための微細ピックアップコイルを電子ビームリソグラフィーで作製することを試みた。

研究成果

• [文献書誌] N.E.Hussey他: "Magnetic Field Induced Dimensional Crossover in the Normal State of YBa,Cu_2" Physical Review Letters. 80/13. 2909-2912 (1998)
• [文献書誌] A.S.Dzurak他: "Transport Measurements of In-plane Critical Fields in YBa_2Cu_3O_<7-s> to 300T" Physical Review B. 57/22. R14084-14087 (1998)
• [文献書誌] A.S.Dzurak 他: "Low Temperature Transport Measurements of Superconductors and Semiconductors in Magnetic Fields to 800 Tesla" Physica B. 246-247巻. 40-49 (1998)
• [文献書誌] N.E.Lumpkin 他: "Dirac Series Experiments in 800T Fields: Innovations for Transport Measurements" Physica B. 246-247巻. 395-399 (1998)
• [文献書誌] H.Nakagawa他: "DC and AC Magneto-Resistance Measurement Technique for YBa_2Cu_3O_<7-5> Thin Films in Megagauss Fields" Physica B. 246-247巻. 429-432 (1998)
• [文献書誌] H.Nakagawa他: "The Upper Critical Field and the Normal-State Resistivity of YBa_2Cu_3O_<7-δ> Thm Films in Megagauss Fields"" Journal of Physics: Condensed Matter. 10/49. 11571-11576 (1998)
• [文献書誌] B.E.Kane他: "Proceedings of the 7th International Conference on the Megagauss Field Generation and Related Topics" Sarov,Russia(印刷中), (1990)