Summation of flux pinning by columnar defects tilted at different angles in YBCO thin films

YBCO薄膜における異なる傾斜角をもつ柱状欠陥による磁束ピニングの相乗効果

末吉 哲郎*; 榎畑 龍星*; 山口 裕史*; 藤吉 孝則*; 奥野 泰希*; 石川 法人   

Sueyoshi, Tetsuro*; Enokihata, Ryusei*; Yamaguchi, Hiroshi*; Fujiyoshi, Takanori*; Okuno, Yasuki*; Ishikawa, Norito

高温超電導体YBCO薄膜に対して高速重イオン照射すると、柱状欠陥が導入されて臨界電流密度(Jc)が向上することが知られている。特に、柱状欠陥を傾角で交差させると効果的にJc向上を達成できることも知られている。一方で、柱状欠陥の導入密度の最適値は、柱状欠陥の傾角度に依存し、かつ磁束自体の線張力と磁束ピニング力などの様々な要素が関わるために、簡単には決定できない。本研究では、様々な傾角で交差させた柱状欠陥を、照射量を変化させながら、Jcの磁場角度依存性を系統的に調べた。その結果、第一回の照射(5-710 ions/cm)では、顕著なJcの向上が見られたものの、第二回の照射(同じ照射量で、傾角度が異なる照射)ではどの傾角条件においてもJcの劣化が見られた。第二回の照射において、Jc向上効果が大きいはずのc軸方向からの照射条件でさえJcの劣化が見られたので、Jc向上のためには照射量のチューニングが非常に重要であることが判明した。

Angular behaviors of critical current density Jc at 77 K, 1 T were investigated in YBCO films with columnar defects (CDs) tilted at small angles to the ab-plane before and after the additional introduction of CDs at different angles, where CDs were installed by heavy-ion irradiations. The enhanced Jc at by the initial irradiation at i=85 relative to the c-axis was reduced by the additional irradiation at i=75, whereas the Jc was increased at the intermediate angle between the two irradiation angles. The addition of CDs at i=0 also lowered the Jc around , which were enhanced by the initial irradiation angles of i=80.