超重力を利用した傾斜組成超伝導体の物性

Superconductivity of compositional-graded material treated by Mega-gravtronics

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

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

100万Gを超える重力場下では個々の原子に働く重力のポテンシャルエネルギーが原子間結合エネルギーに匹敵する大きさとなるため、固体中でも重い原子の沈降現象が生じるため、重力場方向に組成が連続的に変化した材料を容易に合成することができる。われわれはこの技術を利用して新奇物性を示す物質探索を行っており、メガグラビトロニクス(Mega-gravitronics)と呼んでいる。出発組成でBi:Pb=3:7の均一なBi-Pb合金薄版(相,hcp構造,厚さ0.7mm)を130Cで1MGの環境下に100時間置き超重力場処理を行った。均一だった組成が変化し4層に分離した。EPMAで組成分析を行うと中の2層が傾斜組成を持つことがわかった。この層はPb欠損のあるhcp構造をとっていると考えられる。それぞれの層の超伝導特性を調べると、どの層でも基本はBiPb合金の超伝導特性を示すが、傾斜組成を持つ2層のうち重力場の強い層では、重力場に平行な方向にのみPb相が見える。この層は重力場処理により(211)相が極めて強い配向性を持って結晶成長していることがわかっており、結晶成長の際に沈降現象で結晶構造からはじき出されたPb原子が微細構造を作ったためと考えられる。

A homogeneous Bi-Pb alloy was treated under mega-gravity field. Sedimentation and associated crystallization occurred during the process. The compositional graded superconducting alloy is obtained. The superconductivity parallel to gravity is Pb, and perpendicular to gravity is BiPb.