PAIR プ ロ セ ス 法 に よ る Bi-2212/Ag 多 層 テー プ 線 材 の 電 流 - 電 圧 特 性




                                           上 野 由 梨 (96232010) / 松 下 研 究 室
1. は じ め に   Bi 系 超 伝 導 体 が 実 際 に 応 用 さ れ る た め に は、 よ り 高 い 臨 界 電 流 密 度 を 得 る と と も に *
 *問 題 点

の 一 つ で あ る 弱 結 合 に よ る 低 い n 値 を 改 善 す る こ と が 望 ま れ て い る。 そ こ で 予 備 焼 成 と 中 間 加 工 *
 *を 組 み

合 わ せ る こ と に よっ て 従 来 の 作 製 法 に よ る も の よ り 高 い c 軸 配 向 が 得 ら れ る PAIR プ ロ セ ス 法 が 開 発 *
 *さ

れ た。 こ こ で は こ の PAIR プ ロ セ ス 法 に よ る 線 材 の、 c 軸 に 平 行 な 磁 界 中 で の 電 流 - 電 圧 特 性 を 調 べ *
 *た。

ま た 従 来 法 に よ る 線 材 で の 結 果 と 比 較 す る と と も に、 ピ ン ニ ン グ 力 の 分 布 を 考 慮 し た 磁 束 ク リー *
 *プ・ フ

ロー 理 論 を 用 い て 解 析 し、 そ の 結 果 に 対 す る 考 察 を 行 う。


2. 測 定   試 料 は PAIR プ ロ セ ス 法 に よ り 作 製 さ れ た 2 層 構 造 の Bi-2212 銀 シー ス テー プ 線 材 で あ る。 試 料

の サ イ ズ は 長 さ 50 mm, 幅 3.5 mm, 厚 さ 10 ~m(1 層) で あっ た。 SQUID を 用 い た 磁 化 率 測 定 か ら 評 価 し た

臨 界 温 度 Tc は 79.0 K で あっ た。 電 流 - 電 圧 曲 線 の 測 定 に は 四 端 子 法 を 用 い、 電 流 通 電 時 の 発 熱 を 抑 え *
 *る

た め に 1 s の パ ル ス 電 流 を 試 料 に 電 流 リー ド 線 に よ り 通 電 し、 1 cm の 電 圧 端 子 間 に 生 じ る 電 圧 を 測 定

し た。 測 定 は ヘ リ ウ ム・ ガ ス 雰 囲 気 中 で 冷 媒 の ヘ リ ウ ム の 流 量 と ヒー タ に よ り 温 度 を コ ン ト ロー ル *
 *し て

行っ た。 ま た、 銀 シー ス の 影 響 を 削 除 し て Bi-2212 超 伝 導 体 の 電 流 - 電 圧 曲 線 を 評 価 す る た め に、 テー プ

線 材 全 体 の 電 流 - 電 圧 曲 線 の 測 定 後、 超 伝 導 体 の 結 晶 構 造 を 壊 し て 銀 シー ス の み の 曲 線 を 測 定 し、 *
 *簡 単

な 銀 と 超 伝 導 相 と の 並 列 回 路 を 仮 定 し て 解 析 を 行っ た。 ま た 電 流 に よ る 温 度 の ゆ ら ぎ は 高 電 流 密 *
 *度 領 域

で  0:5 K 程 度 だっ た。


3. 結 果 及 び 検 討   図 1 に PAIR プ ロ セ ス 法 に よ る 試 料 の 臨 界 電 流 密 度 を 示 す。 こ の 結 果 は 以 前 野 口 ら に

よっ て 測 定 さ れ た 従 来 法 に よ る 試 料 の 臨 界 電 流 密 度 に 比 べ 約 10 倍 ほ ど の 上 昇 が 見 ら れ た。 ま た、 図 2

に 0.3T に お け る 電 流 - 電 圧 特 性 の ス ケー リ ン グ を 示 す。 ス ケー リ ン グ か ら 得 ら れ た 2 つ の 臨 界 指 数 z,

は 従 来 法 に よ る も の と ほ ぼ 同 様 の 値 で、 し た がっ て n 値 に も 改 善 が 見 ら れ ず、 ま た 転 移 曲 線 も ほ ぼ *
 *同 等

だっ た。 こ の こ と よ り 臨 界 電 流 密 度 そ の も の の 値 は 向 上 し て い る も の の、 広 い 分 布 に つ い て の 改 良 *
 *は 行

わ れ て い な い よ う に 見 え る。 し た がっ て、 PAIR プ ロ セ ス 法 に よ る 高 い 配 向 化 に よっ て 弱 結 合 の 割 合 が

減 少 し、 試 料 の 平 均 臨 界 電 流 密 度 は 増 加 し た が、 本 質 的 に 界 面 部 分 に お け る 弱 結 合 が ま だ 残 存 し *
 *て い る

可 能 性 が 挙 げ ら れ る。 た だ し 今 回 の 実 験 で は 銀 の 影 響 が 完 全 に は 取 り 除 か れ て お ら ず、 温 度 の 上 *
 *昇 と と

も に 銀 へ の 電 流 の 分 流 が 起 こっ た 可 能 性 な ど が あ り、 こ の た め n 値 を 小 さ く 見 積 もっ て し まっ た も *
 *の と

思 わ れ る。

         図 1    PAIR プ ロ セ ス 法 Bi-2212 テー プ 線                            図 2    B=0.3T に お け る PAIR プ ロ セ ス 法

                 材の臨界電流密度の磁界依存性。                                            Bi-2212 テー プ 線 材 に お け る 電 *
 *流 -

                                                                                           電 圧 特 性 の ス ケー リ ン グ。



                                                                   A1.3