Vortex state in gradient composite superconductor Bi-Pb prepared in mega-gravity field

超重力場で処理した傾斜組成を持つ超伝導体Bi-Pbの磁束量子状態

岡安 悟  ; 小野 正雄  ; 西尾 太一郎*; 井口 祐介*; 真下 茂

Okayasu, Satoru; Ono, Masao; Nishio, Taichiro*; Iguchi, Yusuke*; Mashimo, Tsutomu

重力場換算で地上重力の100万倍の遠心加速度場を発生できる装置(超重力場発生装置)を用いてBi-Pb合金(モル比3:7)を130Cで100時間遠心処理し、組成が重力場方向に傾斜した材料を作製した。重力場処理後の試料は光学観察で明確に4層に分かれている。中の2つの相では組成が傾斜している。4K, FC10mTの条件下で磁束量子観察を行うとこのうちの一方の領域では磁束量子が存在せず、第1種超伝導体のように振る舞うことがわかった。磁束量子のピン止め力や超伝導凝集エネルギーが組成ごとに異なるために生じていると考えられる。微小ホール素子による局所磁化測定の結果、この領域では磁束のピン止め力が弱いことが明らかになった。こうした違いは結晶状態の違いに起因するものと考え、局所的な結晶構造測定を始めている。ピン止めと結晶構造との関連について議論する。

Sedimentation of atoms can be caused under mega-gravity field even in solid. A composition-graded structure can be formed with the preparation in multi-component condensed matter. In this study, we performed a mega-gravity preparation (110 G, 130C, 100h) on a thin plate sample (0.7mm in thickness) of intermetallic superconducting compound BiPb. After the preparation, a visible four-layered structure appeared indicating different microscopic structures. In the mid two layers, the composition-graded structures were achieved. To investigate the superconducting states of each layer, direct vortex observations are accomplished for each layer with a scanning SQUID microscope. No vortex can be observed in the one of the composition-graded layer at higher gravity region. On the other hand, vortices can penetrate into other three layers. Each layer shows different superconducting property. We discuss the differences of the vortex states at the individual layers.