Angular dependence of critical current density in YBCO films with columnar defects crossing at widespread angles

高角に交差した柱状欠陥を導入したYBCO薄膜の臨界電流密度の角度依存性

末吉 哲郎*; 古木 裕一*; 田中 瑛貴*; 藤吉 孝則*; 光木 文秋*; 池上 知顯*; 石川 法人   

Sueyoshi, Tetsuro*; Furuki, Yuichi*; Tanaka, Eiki*; Fujiyoshi, Takanori*; Mitsugi, Fumiaki*; Ikegami, Tomoaki*; Ishikawa, Norito

YBaCuO(YBCO)酸化物超伝導体の電力ケーブル等への応用のためには、どの磁場角度においても臨界電流密度が高いレベルであることが要求されるが、もともとYBCOは、その結晶構造の異方性のために軸方向の磁場に弱いという欠点がある。その欠点を克服するために、高エネルギー重イオンを軸方向から及び斜め(off-軸)方向からイオン照射し、どの照射角度条件のときに最適な臨界電流密度の磁場角度依存性を示すかを調べた。その結果、どの照射条件のときも、磁場が軸方向のときの臨界電流密度が改善した。幾つかの照射条件の中でも、照射方向が、60のものが最も良好な角度依存性を示し、柱状欠陥を広角に交差させることによって臨界電流密度をすべての磁場角度において、まんべんなく向上させることができることがわかった。

To investigate whether one dimensional pinning centers (1D PCs) can attain the isotropic critical current density () properties, columnar defects (CDs) crossing at widespread angles were installed by heavy-ion irradiations into YBCO thin films. For the sample containing the CDs crossing relative to the -axis, the plateau-like behavior of is realized over a wide range of magnetic field orientations, except for around B -plane where a dip structure is accompanied by a rapid decline of the . For the bimodal splay configuration consisting of CDs crossing relative to the -axis, a single peak around the -axis is observed in the angular dependence of , suggesting the splay effect at B -axis by the crossed CDs. Two parallel families of CDs crossing relative to the -plane, on the other hand, bring about not a peak but a dip around B -plane on the angular dependence of .