2006 Fiscal Year Annual Research Report
ビスマス系銅酸化物高温超伝導ウィスカーの育成および磁場中における物性に関する研究
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06J03829
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
丹下 将克 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 銅酸化物高温超伝導体 / ウィスカー / 臨界電流密度 / サイズ効果 / 表面バリヤ / ピーク効果 |
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| Research Abstract |
本研究では、高温超伝導体であるBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>(Bi-2212)ウィスカーにおける弱磁場や自己磁場中での電気的測定によって、微細な系での表面バリヤに影響された特性を評価してきた。標準4端子法を用いた本測定では、電流はウィスカーの長さ(//結晶のa軸)方向、磁場は厚さ(//c軸)方向に沿って印加し、電流-電圧測定や一定輸送電流下での磁場に対する電圧応答の観測を行った。表面バリヤに関連した特異な現象を観測するために、我々が開発した作製方法によって育成した1段超伝導転移を示すBi-2212ウィスカー(T_c=81.5-82.5K)を研究対象とした。
様々な幅のウィスカーにおいて、T_c付近の高温領域で下記のように、100 Oe以下の弱磁場領域における臨界電流密度(J_c)のピーク効果や、磁場に対する電圧応答におけるリエントラントな振る舞いを検出した。さらに、これらの現象がウィスカーの幅に依存して変化することを確認した。
1.J_cが、磁場の増加にともない上昇してピークに達した後、徐々に減少するという現象(J_cのピーク効果)を観測した。サンプル幅が小さいほどJ_cのピークを与える磁場が高磁場側にシフトすることを確認した。
2.自己磁場下でのJ_cよりも大きな電流密度に相当する一定電流下で、磁場の増減にともなって凹型の電圧-磁場曲線を確認した。つまり、磁場の増加に伴って電圧が減少してゼロ電圧状態になった後、さらに磁場が増加すると再び電圧が現れる現象を観測した。さらに、この磁場誘起ゼロ電圧状態は、サンプル幅が極端に狭くなると消失することを確認した。
バルクピンニングの弱い領域において、表面バリヤの強い系では試料端に高い電流密度をもつエッジカレントを流すことが可能である。本研究により、自己磁場下でのJ_cに関して、エッジカレントの寄与に関連のあるサンプル幅依存も観測した。
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