Bi-2223 銀シーステープ線材の超低電界領域の E-J 特性の評価 E-J Characteristics in Bi-2223 Silver-Sheathed Tape Wire in the Range of Very Low Electric Field 九工大・情報工 A , 九大院・シス情 B , 金材研 C O児玉武士 A , 福田光洋 A , 小田部 荘司 A , 松下照男 A;B , 伊藤喜久男 C O T. KodamaA , M. FukudaA , E. S. OtabeA , T. MatsushitaA;B , K. ItohC Kyushu Inst. of Tech.A , Kyushu Univ.B , NRIM.C kodama@aquarius10.cse.kyutech.ac.jp はじめに 高温超電導体を用いた機器の特性は、その材 Bg = 22 mT 、動的臨界指数 z = 16:5、静的臨界指数 料の電界 (E)- 電流密度 (J ) 特性に左右されるが、直流 = 1:4 を得た。同様に、理論値においても、スケーリ 機器から交流機器まで広い範囲にわたる個々の応用に対 ングを行ったが、 z = 20:5; = 1:2 となり、実験値と不 しては、それぞれ対応する電界の領域は大きく異なる。 一致が見られた。このことは磁束バンドルの大きさを表 したがって、一般的には高温超電導体の広い電界領域に す g2 の電界領域、温度、磁界に対する依存性を無視した わたる E-J 特性の評価を行う必要があるが、まだ特性 ためであると考えられる。 は十分に明らかにされておらず、その電界発生の機構や それに対するピンの分布の影響について詳細な知見が 得られていない。本研究では、超電導 Bi-2223 銀シース テープ線材について、 SQUID を用いて磁化の緩和を測 定し、 10-10 V/m 程度の超低電界領域の E-J 特性を 評価するとともに、ピン力の分布を考慮した磁束クリー プ・フローモデルによる理論結果と比較した。 実験 試料は、超電導 Bi-2223 銀シーステープ線材で、 テープ幅 3:7 mm 、テープ厚 270 ~m であり、テープ 長 (l)4:2 mm に切断して用いた。線材内部のフィラメン トを観測したところ、平均の幅 w、厚さ d は、それぞれ 320 ~m 、 11 ~m であり、フィラメント数 f は 59 であっ た。また、直流磁化率より求めた臨界温度 Tc は 110 K であった。実験では、 30 K から 83 K までの各温度に おいて試料の c 軸方向に直流磁界をかけて、一旦、試料 に磁束を十分にトラップさせ、様々な一定磁界まで減少 Fig. 1 Comparison between experimental (sym- させた後の磁化の緩和測定を行った。すべての測定は bols) and theoretical (lines) results at 80* * K. SQUID 磁力計 (MPMS-7) を用いて行った。測定された 磁気モーメント m から電流密度 J が、またその時間変 化から電界 E が求まる。以下に解析式を示す。但し、す べてのフィラメント内の磁束分布が Bean モデルで記述 されるような臨界状態にあるものとして考える。 J = ______12m_______w2 df (3l - w) E = - ____~0_______2df.(ld+mw)_dt 結果および検討 図 1 は、上記の計算手法に基づき得ら れた T = 80 K における E-J の磁界依存性を示したもの で、実線は磁束クリープ・フロー理論の予想値である。 この結果より、 SQUID 磁力計による測定では、四端子 法の測定 (~ 10-4 V=m ) に比べて 6 から 7 桁も低い電 界領域での定量的測定が可能であることが分かる。さら に、実験で得られた E-J 特性が磁束クリープ・フローモ Fig. 2 Scaled E-J curves in a Bi-2223 silver-sheat* *hed デルによって説明できることから、スケーリングが示す tape wire at various magnetic fields at T = 相転移は磁束線の熱揺動による「熱的デピニング転移」 80 K. であると結論される。また、図 2 は T = 80 K におい て実験で得られた E-J 曲線を磁束線のグラス - 液体転移 モデルの手法に基づきスケールさせた結果で、転移磁界