研究活動紹介

(1)

低温工学協会九州・西日本支部

Cryogenic Association of Japan

研究活動紹介

熊本大学

藤吉孝則、末吉哲郎

2011

年

4

月

23

日

(2)

研究内容

• YBCO

薄膜の輸送特性に対する重イオン照射効果

•

ナノ構造制御による希土類系高温超伝導薄膜の高特性化

•

第

2

相物質を含む高温超伝導多層膜の作製とその磁束ピンニング特性

• EBE

法によって

Al

テープ基板上に作製した

MgB 2

薄膜の輸送特性

•

第三高調波電圧誘導法による高温超伝導薄膜の

J ｃ

の非破壊

/

非接触測定

(3)

YBCO

・試料作製過程と独立に導入可 → 材料の制約を受け難い

・イオン種・導入量・照射方向を制御可 → いろいろな結晶欠陥をデザインできる！

照射による結晶欠陥導入の特徴

2 3

m

before irradiation B

_

=0.5T

B

_

=1.0T

Y01

3 B



=0.5T

B

_

=1.0T B

_

=1.5T

m

Y02 10

⁶

10

⁸

J

c

[A /m

2

] B=1.5T

B=0.5T sample A

B=0.5T (unirradiated) B=0.5T (B_=0.5T) B=0.5T (B_=1.0T) B=1.5T (unirradiated) B=1.5T (B_=0.5T) B=1.5T (B_=1.5T)

10

⁸

J

c

[A /m

2

] B=1.5T B=0.5T sample B

B=0.5T (B_=0.5T) B=0.5T (B_=1.0T) B=0.5T (B_=1.5T)

(4)

YBCO

Xe + Xe +

-50 0 50 100

0.2 0.4 0.6 0.8 [ 10

⁹

] 1

 [deg.]

J

c

[A /m

2

]

T = 77.3K B = 3.0T sp10_ ||

sp10_⊥

sp45_ ||

sp45_ ⊥ pa06

柱状の欠陥を交差

臨界電流密度の磁場方向依存性を

多様に制御

(5)

ナノ構造制御による希土類系高温超伝導薄膜の高特性化

0 2 4 6 8

10

⁶

10

⁷

10

⁸

10

⁹

10

¹⁰

B [T]

J

c

[A /m

2

]

ErBCO+BZO YBCO+BZO pure-YBCO

ErBCO+BZO YBCO+BZO

T=84K

T=77.3K

0 1 2

3 4

B[T]

m

B//c

ErBCO+BZO YBCO+BZO

ErBCO+BZO

ピンニング・パラメータ

m

にピーク

(6)

第

2

相物質を含む高温超伝導多層膜の作製とその磁束ピンニング特性

レーザー

BaZrO

₃

/YBCO

多層膜

SrTiO

₃基板

BaZrO

₃

target

Y

₂

O

₃をドット状に堆積したときの表面ＡＦＭ像

YBCO target

0 2 4 6

10

⁵

10

⁶

10

⁷

10

⁸

10

⁹

10

¹⁰

B[T]

J

c

[A /m

2

]

77.3K

3p, 28layers 2p, 42layers 1p, 84layers non-doped YBCO

ナノ粒子導入により

J c

が向上

-30 1 0 30 60 90 120

2 3 4 5 6 [ 10

⁹

]

[deg.]

Jc[A/m2 ]

B(1,60)810 B(1,84)810 B(1,110)810 T=77.3K

B=1.0T

(7)

EBE

法によって

Al

テープ基板上に作製した

MgB 2薄膜の輸送特性

fluxoid

MgB

₂

columnar grain

(8)

第三高調波電圧誘導法による高温超伝導薄膜の

J cの非破壊/非接触測定

0 20 40 60 80 100

0 2 4 6

Coil current I₀ / √2 [mA]

V3 / √2 [mV]

B = 0.25T B = 0.25T

0 20 40 60 80 100

0 10 20

Coil current I0 / √2 [mA]

NormalizedV3 / f I0 [μH]

0 2 4 6

V3 / √2 [mV]

B = 0.05T

B = 0.005T

B = 0.05T

0 10 20

0 2 4 6

V3 / √2 [mV]

B = 0.005T 500Hz 1kHz 2kHz 5kHz 10kHz 20kHz

0 10 20

Shielding

current

Coil

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