YBCO薄膜の臨界電流密度の磁場角度依存性に対する交差した柱状欠陥の異方性の影響

Influence of anisotropically splayed columnar defects on the angular dependence of critical current density in YBCO thin films

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

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

本研究は、高温超伝導薄膜について2方向に交差した柱状欠陥をイオン照射法を用いて導入し、交差した磁束ピンニングの導入による臨界電流密度の向上について系統的に調べた研究である。YBaCuO超伝導体薄膜のc軸方向に磁場をかけた場合、低磁場では導入した柱状欠陥が45度のときに最も高いピンニング特性を得た。交差角が大きい場合、1本の柱状欠陥が多数の磁束線と相互作用する確率が高く、このため広い磁場角度領域においてピン止め効果が強く作用するものと考えられる。実用的な人工ピン止めセンターを導入する目的で、テープ線材の作成段階でナノロッドの導入が試みられ、一定の成功をおさめていることが報告されており、そのような背景にあって、本研究で採用した交差配置にナノロッドを制御することが、広い磁場角度領域にわたって臨界電流密度を向上させるために重要であることを提案した。

Columnar defects (CDs) produced by heavy-ion irradiations in high-Tc superconductors such as YBaCuOy (YBCO) are the most effective pinning centers to immobilize flux lines, leading to the enhancement of critical current density Jc. In addition, slight dispersion (splay) in directions of CDs can further improve the Jc. In this work, YBCO thin films were irradiated using 200 MeV Xe ions at two angles relative to the c-axis in two geometries where the direction of current is perpendicular (mode A) or parallel to the splay plane (mode B), to investigate the influence of the direction of splay plane on the flux pinning properties.