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論文

High flux pinning efficiency by columnar defects dispersed in three directions in YBCO thin films

末吉 哲郎*; 西村 太宏*; 藤吉 孝則*; 光木 文秋*; 池上 知顯*; 石川 法人

Superconductor Science and Technology, 29(10), p.105006_1 - 105006_7, 2016/10

https://doi.org/10.1088/0953-2048/29/10/105006
 被引用回数：8 パーセンタイル：37.83(Physics, Applied)

YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$Oy(YBCO)薄膜において、イオン照射によって3方向に角度を分散させた柱状欠陥を導入することによって、超伝導磁束のピニング特性の変化を系統的に調べた。具体的には、輸送電流方向に対して垂直な面内に3方向を設定したA条件と、平行な面内に3方向を設定したB条件とで比較した。もともとのYBCOの臨界電流密度の異方性が、それぞれの柱状欠陥の導入条件によってどのように変化するかが焦点である。その結果、B条件の方が特に高い臨界電流密度を示すことが分かった。この結果は、柱状欠陥の磁束ピニング特性の向上効果は、それぞれの柱状欠陥の向上効果の単純な和ではないことを示した。また、その向上効果を最大化するためには、柱状欠陥の数だけでなくその方向の条件を工夫することによって達成可能だということを明らかにした。

論文

Angular dependence of critical current density and $$n$$-values in BaZrO$$_{3}$$/YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$ quasi-multilayered films with columnar defects

末吉 哲郎*; 上滝 哲也*; 藤吉 孝則*; 光木 文秋*; 池上 知顯*; 石川 法人

Physica C, 494, p.153 - 157, 2013/11

https://doi.org/10.1016/j.physc.2013.04.073
 被引用回数：5 パーセンタイル：25.2(Physics, Applied)

YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$酸化物超伝導体の電力ケーブル等への応用のためには、高磁場,高温環境でも臨界電流密度が高いことが要求される。そのためには、磁束をピン止めする強いピニングセンターを導入すること、さらに磁束が容易に移動できるダブルキンク機構を抑制するために点状不純物と(磁束と平行な)柱状不純物を適切に導入する必要がある。本研究では、点状欠陥を3次元的に分散させるためにBaZrO$$_{3}$$ナノ粒子を含んだYBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$多層膜を作成した。さらに、イオン照射によって強いピン止め中心である柱状欠陥を導入し、最終的に点状不純物と柱状欠陥が混在するハイブリッドピニングセンターを実現した。この試料の評価の結果、BaZrO$$_{3}$$ナノ粒子の寸法が大きい方が臨界電流密度が高くなること、イオン照射により形成された柱状欠陥がBaZrO$$_{3}$$ナノ粒子を上回るピン止め効果を示したこと、膜作成条件によっては照射後試料で高磁場(3Tesla),高温(77.3K)においても高いピン止め効果が働くことを実験的に示した。

論文

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

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

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 23(3), p.8002404_1 - 8002404_4, 2013/06

https://doi.org/10.1109/TASC.2013.2255942
 被引用回数：8 パーセンタイル：42.19(Engineering, Electrical & Electronic)

YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$(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$$c$$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$$c$$軸方向から及び斜め(off-$$c$$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$$c$$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、$$pm$$60$$^{circ}$$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。

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