Bi-2212 薄膜における不可逆磁界の厚み依存性

          Dependence of Irreversibility Field on the Thickness of Bi-2212 Thin *
 *Film


                        九工大・情報工 A, 九大院・シス情 B, 東工大・工 C
                       O 山浦俊介 A, 松下照男 A;B, 小田部荘司 A, 内山哲治 C

                   S. YamauraA, T. MatsushitaA;B, E. S. OtabeA, T. UchiyamaC

                   Kyushu Inst. of Tech.A, Kyushu Univ.B, Tokyo Inst. of Tech.C

                            yamaura@aquarius10.cse.kyutech.ac.jp
はじめに  c 軸に平行な磁界下における Bi-2223 超電導

体において、薄膜の不可逆磁界はバルク試料よりも低い

ことが知られている。この結果は 2 次元超伝導体でさえ

も磁束線が長さ方向に強く結合していることを示す。こ

れは磁束バンドルサイズの違いという観点から磁束ク

リープ理論により説明される。すなわち、薄膜では磁束

バンドルサイズが膜厚によって制限されるためである。

この場合、磁束線の縦方向の弾性相関距離は CuO2面間

の距離よりはるかに大きいことが知られている 1, 2)。こ

れは 2 次元的な超電導体において磁束線が長さ方向に強

く結合していることを示している。この推測はパンケー

キ磁束モデル 3)によるものとかなり異なる。前記の推

測を確かめるために最も 2 次元的な超電導体において不

可逆磁界の厚さ依存性を直接調べる必要がある。ここでFig.C1.ritical current densit*
 *y in Sample1.

は厚さの異なる Bi-2212 薄膜の不可逆磁界を測定し、そ

の厚さ依存性を調べる。また、観測された結果は磁束ク

リープ - フローモデルを用いた理論解析と比較する。


測定  試料はレーザーアブレーション法を用いて作製

した Bi-2212 薄膜である。 400mTorr の酸素ガス圧中で

ターゲットにレーザーを照射することにより MgO 基板

上に作製している。成膜時間は 30 分である。今回の実験

では厚さの異なる 2 つの薄膜を用いた。厚さはそれぞれ

約 200nm(Sample1) と約 100nm(Sample2) である。また、

臨界温度 Tcはそれぞれ 72 K、 60 K で、 c 軸は試料の

広い面に垂直に配向している。測定には SQUID 磁力

計を用いた。 SQUID 磁力計においては c 軸方向に直

流磁界を印加し、観測される磁気モーメントから磁化

を評価し、臨界電流密度 Jcを求めている。また、FJcがig.D2.ependence of irreversib*
 *ility field on temperature

1:0 x 106 A=m2 に減少する磁界で不可逆磁界を決定し   for Sample1 and Sample2.

た。
                                            【参考文献】
結果及び検討  Fig. 1 に SQUID 磁力計を用いて測定し1)M. Kiuchi, H. Yamato, T. Ma*
 *tsushita Physica C

た Sample1 の各温度での臨界電流密度 Jcの磁界依存性269 (1996) 242.

を示す。この図において Jcは各温度で磁界の増加ととも2)T. Matsushita, M. Kiuchi, *
 *H. Yamato, T. Hirano,

に単調に減少している。 Fig. 2 に Sample1 と Sample2N. Koshizuka Physica C 277 (*
 *1997) 185.

の不可逆磁界の規格化温度依存性を示す。この図のよう3)J. R. Clem Phys Rev B 43 (1*
 *991) 7837.

に Sample1 に対して厚さの薄い Sample2 の方が不可逆

磁界が低くなっている。

詳細については当日発表する。