Bi-2212 超電導単結晶試料内の遮蔽電流分布




                        山浦俊介, 松下照男*, 小田部荘司                   中山有理, 下山淳一, 岸尾光二

                       (九工大・情報工) (*九大・シス情)                                 (東大・工)



はじめに  アンダードープしたBi-2212 超電導単結晶では磁束線系の1 次相転移磁界よりも高い不可

逆磁界が報告されている1) が、この不可逆性が試料の表面ピンニングによる可能性が指摘されてい

る。その場合、得られた相図がバルクな磁束線系の特性を表したものとは言えず、より厳密な測定が

必要となる。ここではそのようなアンダードープしたBi-2212 単結晶について表面ピンニングの有無

を調べるためにCampbell 法を用いて試料内の遮蔽電流分布を測定した。

測定  試料はFZ 法により作製されたBi-2212 単結晶で、低圧酸素下で熱処理しアンダードープ状態

にしている。臨界温度Tc は85.0 K である。サイズは4.83  1.65  0.062 mm3 で、c 軸は試料の広

い面に垂直に配向している。測定にはCampbell 法を用いた。まず試料のc 軸方向に直流磁界を加

え、これに垂直に35.0 Hz の微小交流磁界を重畳し、交流磁束の出入りを観測した。この交流磁束と

交流磁界振幅b0 の関係から交流磁界の侵入深さ0 を求めた。また、SQUID 磁力計を用いて磁化を

測定し、臨界電流密度Jc を求め、Jc が106  A=m2    に減少する磁界で不可逆磁界を決定した。

結果及び検討  図1 に試料の不可逆磁界を示す。この図において30 K 以下に温度を下げると不可逆

磁界は急激に増加している。図2 に25 K とこの温度における不可逆磁界131mT より十分に小さい

20 mT における磁束プロファイル(交流磁界の侵入深さ0- 交流磁界振幅b0 ) を示す。侵入深さ0 は

b0 が0 の極限においてある一定値(00) を取るが、b0 が増加するにつれて線形に増加し、やがて試料

の中心の到達して一定値となる。このようにBean モデルによる臨界状態が成立しており、表面電流

による遮蔽効果は見られない。もし表面不可逆性があれば直線部分を0 がゼロになるまで外挿したと

きに正のb0 の切片が残るはずである2)。この傾向はさらに高温の不可逆曲線の近傍でも続き、今回の

試料では表面不可逆性は観測されなかった。詳細については当日発表する。



  図1      アンダードープしたBi-2212 単結晶の                            図2      Campbell 法による25 K, 20 mT にお

           不可逆磁界                                                             ける磁束プロファイル



参考文献:

1)  K.  Kishio,  J.  Shimoyama,  S.  Watauchi  and  H.  Ikuta,  Proc.  of  8th  Int.  Workshop  on  Critical

Currents in Superconductors  (World Scientific, Singapore), pp.  35-38 1998

2) T. Matsushita, T. Honda, Y. Hasegawa and Y. Monju, J. Appl.  Phys., VoL. 54, pp.  6526-6532,

1983