Y-123 超伝導単結晶のピーク効果 Peak Effect in Superconducting Y-123 Single Crystal 九工大・情報工 山崎映人、平野達也、松下照男 超電導工研 A. I. Rykov , 田島節子 , 腰塚直己 Kyushu Institute of Technology ; A. Yamasaki, T. Hirano, T. Matsushita Supercond. Res. Lab. ; A. I. Rykov, S. Tajima, N. Koshizuka はじめに Bi-2212 超伝導単結晶の場合に低磁界領 性を示唆している。Labusch パラメータffL とdi の 域で観測される臨界電流密度Jc の鋭いピーク効果 測定から予想される2 つのピーク効果の機構につ は磁束線格子の三次元から二次元へのクロスオー いては当日発表する。 バーに起因するものであると考えられている。一 方でY-123 超伝導単結晶では高磁界領域でブロー ドなピークが観測されるが、特に双晶面を含まな い単結晶試料ではピークが2 つあるという報告が されている1)。このY-123 超伝導体のピーク効果の メカニズムについては従来から議論されており、 その一つとして超伝導体内の酸素欠損のような弱 い超伝導相による磁界誘起型のピンニングが挙げ られている。しかしこれまでに双晶面をもたない Y-123 超伝導単結晶試料における低磁界側のピー ク効果はそのような磁界誘起型のピンニングでは 説明できないことが明らかになった2)。今回は高 磁界側を含めた2 つのピークについて測定を行い、 それらのピーク効果の原因について議論する。 測定 試料は引き上げ法を用いて製作したY-123 単結晶で、得られた結晶を1 軸圧力下で熱処理を 行うことにより双晶面を取り除いた。これを厚 Fig. 1. Magnetic field dependence of critical current さ約0.7 mm 長さ1.2 mm 幅1.2 mm 程度に切り出し density in Y-123 single crystal. た。c 軸は広い面に垂直に配向し、臨界温度Tc は 93.5 K であった。測定にはCampbell 法を用いた。 直流磁界および35.0 Hz の微小交流磁界（振幅b0 ） をc 軸方向に印加したが、反磁界係数の影響を軽 減するためにこのような試料を3 つc 軸方向に積 み重ねて測定を行った。交流磁界に対する応答を ピックアップ・コイルを用いて測定した。測定さ れた交流磁束の振幅 とb0 の関係から交流磁界の 侵入深さ0 を求め、このb0 - 0 曲線の傾きから臨 界電流密度が、またその結果をさらに解析して磁 束線に関する変位- 復元力特性が得られる。 結果及び検討 Fig. 1 にCampbell 法によって得ら れた臨界電流密度の磁界依存性を示す。この図か ら臨界電流密度に2 つのピークが見られる。ここ でp およびm は臨界電流密度がそれぞれ極大と 極小を取る磁界を表す。温度の上昇とともに低磁 界側のピーク磁界は低磁界側に、高磁界側のピー ク磁界は高磁界側にシフトしているのがわかる。 Fig. 2. Magnetic field dependence of interaction dis- また、Fig. 2 に79 K における相互作用距離di の磁 tance at 79 K. 界依存性を示す。図においてドットは実験結果を 表し、実線はピーク効果がなく、点欠陥がピンと 謝辞 して働くと仮定した場合の理論結果di/B1=2 を表 本研究は一部エネルギー・産業技術総合開発機 す。これまでに2 つのピークをもつY-123 単結晶試 構(NEDO) からの委託によって行われたもので、 料において、低磁界側のピークの近傍では磁界が ここに感謝の意を表します。 増加するに従いLabusch パラメータが急に増加す る一方で、di はゆるやかに減少していくことがわ 【参考文献】 かっている。今回の実験では1.7 T 近傍のピークで 1) A. I. Rykov et. al. : Adv . Supercond . VIII (Springe* *r- はdi は大きくなっており、また高磁界側の4.4 T 近 Verlag, Tokyo, 1996) p. 341. 傍のピークでもdi の増加が顕著に見られる。これ 2) T. Matsushita et. al. : Supercond. Sci. Technol. は、高磁界側のピーク効果の原因がBi-2212 と同様 11 (1998) to be published. に磁束線格子の状態の変化によるものである可能