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Electrical resistivity change due to high-energy X-ray irradiation of oxygen-deficient EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$

酸素欠損したEuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$における高エネルギーX線照射に伴う電気抵抗変化

石川 法人; 知見 康弘; 道上 修*; 岩瀬 彰宏*

Ishikawa, Norito; Chimi, Yasuhiro; Michikami, Osamu*; Iwase, Akihiro*

EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$(EBCO)について、X線照射による格子欠陥生成を検知し、そのX線エネルギー依存性を解析した。その際、格子欠陥生成を検知するために、形成された格子欠陥が熱消滅しない低温(100K)でX線照射を行い、さらに格子欠陥濃度変化を敏感に反映する電気抵抗変化を、X線照射中にその場測定した。また、単色X線のエネルギーを5-9keVの範囲で変化させた。その際、試料の構成元素であるCuのK殻電子の吸収端付近(9.0keV)、EuのL3殻電子の吸収端付近(7.0keV)及びBaのL3電子の吸収端付近(5.2keV)を選択し、内殻電子の励起の効果について検証した。その結果、5-9keVの範囲で行ったすべてのX線照射において、照射量の増加に伴う電気抵抗増加が観測された。これは、keVオーダーのX線照射によるEBCO系酸化物の電気抵抗変化を観測した初めての報告である。また、電気抵抗は、試料のX線エネルギー吸収量に対応して増加することがわかった。つまり、電子励起が内殻電子か外殻電子かによらず、(5-9keVのエネルギー範囲では)X線エネルギー吸収が、格子欠陥形成の起源である可能性が高いことがわかった。

High-energy X-ray was irradiated to EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$, which is one of the REBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$Oy (RE=rare earth) compounds, at low temperature (100 K), and the electrical resistivity was measured in situ at the same temperature (100 K). The X-ray energy was chosen near Cu K-edge (9.0 keV), Eu L3-edge (7.0 keV) and Ba L3-edge (5.2 keV) so that the effect of inner-shell excitation can be detected, if any. The irradiation-induced increase in the electrical resistivity is observed during the irradiations with X-ray in the energy range of 5-9 keV. The electrical resistivity monotonically increases as increasing photon dose. Even if the X-ray is switched off, the irradiation-induced effect remains unchanged. The observed effect has an opposite trend compared with that observed for the visible light irradiation which causes persistent photoconductivity. It is also found that the irradiation-induced increase in resistivity scales with the energy absorbed by EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$.

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