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論文

Defect structure of high-T $_{c}$ superconductor by high-energy heavy ion irradiation

笹瀬雅人; 佐藤高広*; 岡安悟; 倉田博基; 北條喜一

Advances in Superconductivity XII, p.314 - 316, 2000/00

重イオンによる固体中でのエネルギー付与は、高エネルギーで高密度電子励起により、低エネルギーで原子変位により行われる。金属の場合電子励起は損傷形成に寄与しないが、半導体や絶縁体、超伝導体で円柱状欠陥を形成する。特に酸化物高温超伝導体の場合、この円柱状欠陥が磁束のピン止め点として有効に作用し、J $_{c}$ の向上を促す。酸化物超伝導体中に形成される円柱状欠陥の形成機構を明らかにするために、照射イオンのエネルギー付与量(dE/dx)の効果を電顕観察により調べ、観察結果の理論的な考察をTime Dependence Line Source Model (TDLSM)により行った。その結果、照射エネルギーの増加とともに、円柱状欠陥の直径が8.4nm~16nmに変化した。この電顕観察結果とTRIMコードにより計算したdE/dxをもとに、TDLSMにより円柱状欠陥生成に必要なエネルギー付与量を計算した。イオン照射により付与されたエネルギーの1/3が円柱状欠陥生成に寄与していた。

論文

Vortex pinning on low energy light ions irradiation

佐藤高広*; 笹瀬雅人; 岡安悟; 北條喜一

Advances in Superconductivity XII, p.362 - 364, 2000/00

点欠陥と超伝導特性の関係を明らかにする目的で、低エネルギー軽イオン照射実験を行った。Eu系薄膜超伝導体に45KV He $^{+}$ ,22.5KV H $^{+}$ イオンを照射し、格子定数、T $_{c}$ ,J $_{c}$ 等について測定した。その結果、dpaの増加とともに格子定数は増加し、T $_{c}$ は減少した。また、J $_{c}$ はHe $^{+}$ イオン照射時において高磁場(1~2T)下で上昇する特異な現象が観察された。この現象がHeイオン照射による構造変化の内で何に起因するかまだ明らかにすることはできなかった。

論文

Role of intrinsic pinning for melting transition of YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6.93}$ in the parallel field to CuO $_{2}$ layers

石田武和*; 北川謙太郎*; 奥田喜一*; 朝岡秀人; A.I.Rykov*; 田島節子*

Advances in Superconductivity XI, p.469 - 472, 1999/00

包晶反応を利用し、高純度、高品質なYBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ 単結晶を育成し、双晶境界を消去した結晶を作製し、磁束格子融解転移に関して、交流磁化率、SQUID、磁気トルク測定を行った。磁束格子融解がH//Cに現れ、HC方向においても一次の相転移を観測することができた。転移の異方性は有効質量の異方による。磁束格子融解転移温度以下で観測されるイントリンシックピンによるシャープなピークを磁気トルク測定において見いだした。

論文

Optical response and transport properties of epitaxial YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-delta}$ thin films with columnar defects

藤吉孝則*; 末吉哲郎*; 石川法人; 岩瀬彰宏; 知見康弘; 木須隆暢*; 宮原邦幸*

Advances in Superconductivity XI, 1, p.597 - 600, 1999/00

光照射、イオン照射したYBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-delta}$ 薄膜について電流-電圧特性を磁場中で測定した。その結果、動的臨界指数が光照射・イオン照射の後、大きく変化することがわかった。この結果についてピニング力分布を考慮することによってデピニングモデルに基づいて解析した。

論文

Critical scaling analysis of transport characteristics before and after heavy-ion irradiation in a YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-delta}$ thin film

末吉哲郎*; 石川法人; 岩瀬彰宏; 知見康弘; 木須隆暢*; 藤吉孝則*; 宮原邦幸*

Advances in Superconductivity XI, 1, p.593 - 596, 1999/00

YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-delta}$ 薄膜に200MeVのAuイオンを照射し、電流-電圧特性を磁場中で測定した。その結果、磁束のグラス温度が増加し、動的臨界指数が増加した。その結果は通常のグラス理論やボーズグラス理論に合わない。照射後の特性をデピニングモデルに基づいて説明することができた。

論文

Recoupling vortices due to columnar defects in 3.5GeV Xe-irradiated QMG-YBCO

岡安悟; 黒田直志*; 岩瀬彰宏; 神原正*

Advances in Superconductivity XI, p.287 - 290, 1999/00

3.5GeVの高エネルギーイオンを照射し円柱状欠陥を導入したQMG-YBCO(溶融法で作製したY系超伝導体)の超伝導特性の変化を調べた。この試料はもともと多くのピン止め中心を含んでいるため臨界電流密度に顕著な差は出なかったが、磁化の緩和に大きな違いが出た。40~50Kの温度において照射量に相当する磁場(B $_{phi}$ =2ステラ)以上の磁場で一旦進んだ緩和が元に戻る現象が見られた。これは磁束ピン止めのホストがもともと存在している析出物から、照射により導入した円柱状欠陥に変わったためと考えられる。この物質は大きな磁化緩和で知られているが、この場合は高い磁場でも緩和が押さえられる。

論文

Reentrant properties due to peak effect in untwinned YBCO single crystals

岡安悟; 朝岡秀人

Advances in Superconductivity X, p.549 - 552, 1998/00

双晶のない単結晶YBCOでピーク効果を示す第2ピークが、一度なくなったあと再び復活するリエントラントな性質があることを見い出し、これまで知られていた混合状態の相図に新たな相が加わることになった。このリエントラントな境界では交流磁化率の第3高調波が大きく周波数依存を示すことから、この領域は2次相転移またはクロスオーバーであると考えられる。

論文

Vortex pinning and irreversibility line in single crystal YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ with parallel twin boundaries

石田武和*; 奥田喜一*; 朝岡秀人; 数又幸生*; 野田健治; 武居文彦*

Advances in Superconductivity X, p.461 - 464, 1998/00

https://doi.org/10.1007/978-4-431-66879-4_106

YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ 単結晶を用いて、磁気トルク測定、欠流磁化率の測定を行い磁束ピンニングと不可逆曲線に関する情報を得た。高純度、高品質なYBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ 単結晶は包晶反応を利用し、Y $_{2}$ O $_{3}$ るつぼから育成した。またその後550 $^{circ}$ C5atm酸素アニーリングを行い酸素含有量の調整を行った。双晶境界は交点を持たず一方向のみ存在する結晶を用いたことから双晶本来の特性を評価することができた。双晶面内に自由エネルギーの最小値、シャープなピンニングピークが磁気トルク測定により観測され双晶境界がイントリッシックピンと非常によく似た振る舞いをすることを示した。

論文

Clear evidence for vortex pinning along twin boundaries in YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ single crystal

石田武和*; 奥田喜一*; 朝岡秀人; 数又卓生*; 野田健治; 武居文彦*

Advances in Superconductivity IX, p.511 - 514, 1997/00

包晶反応を利用した高純度・高品質な酸化物超伝導体YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{x}$ の双相境界を制御し、c軸方向並びにa-b軸方向の磁気トルク測定を行った。YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{x}$ 単結晶はY $_{2}$ O $_{3}$ るつぼを使用し、不純物の混入を防ぎ、酸素量は550 $^{circ}$ C5atmの酸素アニーリングを行うことによりx=7.00の試料を得た。一方向にのみ存在する双相境界部を用い、磁気トルク測定を行った結果、双相境界においてシャープな磁束ピニングを示すピークを観測するとともに温度変化に対応する双相境界部のピニング特性を明らかにした。

論文

Direct numerical experiments on vortex dynamics and superconducting plasma in layered high-Tc superconductors

町田昌彦; 立木昌*; 小山富夫*; 高橋三郎*; 田中秋広*

Advances in Superconductivity IX, 0, p.493 - 498, 1996/00

異方性の大きいBi系超伝導体(Bi-2212)で最近観測されてきたジョセフソン・プラズマ共鳴吸収の温度依存性を説明するため、時間依存のギンツブルク・ランダウ方程式を用いた数値シミュレーションを行った。実験条件を再現するため、シミュレーションでは熱揺らぎ、点及び柱状欠陥、磁場勾配等を含めて行った。その結果、点欠陥及び磁場勾配が共存する系ではプラズマ振動数が温度減少と共に減少するような振る舞いが観測される一方、柱状欠陥の導入は、磁束融解線以上でプラズマ振動数を増加させる働きがあることが分かった。

論文

Kim critical state in twinned YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ single crystal

三箇山毅*; 石田武和*; 奥田喜一*; 朝岡秀人; 数又幸生; 野田健治; 武居文彦*

Advances in Superconductivity VIII, 0, p.571 - 574, 1996/00

YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ 単結晶におけるKim型臨界状態を複素帯磁率により見い出すことができた。YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ 単結晶はY $_{2}$ O $_{3}$ るつぼを用い育成し、550 $^{circ}$ C 5atmの酸素アニールを施した。得られた単結晶は|X $_{3}$ |において、シャープなピークを示し、均一な超伝導相であることが確認された。帯磁率はHdc+Hac sin wtの磁場の中、温度変化に伴う測定を行った結果、Kim型モデルとの非常によい一致をみた。このことは単結晶における双相がweak linkとしての性質を示しKim型臨界状態が現われたと考えられる。

論文

Torque magnetometry of twinned YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ single crystal

石田武和*; 川又修一*; 奥田喜一*; 朝岡秀人; 数又幸生; 野田健治; 武居文彦*

Advances in Superconductivity VIII, 0, p.189 - 192, 1996/00

YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ 単結晶におけるc軸異方性について磁気トルク測定を行った。単結晶はY $_{2}$ O $_{3}$ るつぼを用い、るつぼ材からの不純物の混入を防ぎ、550 $^{circ}$ C 5atmの酸素アニールを行い、双相が存在するものの高質品なYBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ 単結晶を得た。外部印加磁場・温度一定のもと、c軸と外部印加磁場との角度に伴う磁気トルクを測定した結果、有効質量モデルに基づき異方性パラメータ=√m $_{c}$ /m $_{ab}$ ~6を得た。また有効質量の異方性とイントリンシックピンによると考えられる磁気トルク安定点が=90°に現れた他、=0°においても安定点となることを新たに見い出すことができた。

論文

Irreversibility line of YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$ single crystal with optimum oxygen stoichiometry

石田武和*; 奥田喜一*; 朝岡秀人; 数又幸生; 野田健治; 武居文彦*

Advances in Superconductivity VII, 0, p.527 - 530, 1995/00

坩堝材からの不純物の混入を避けるためY $_{2}$ O $_{3}$ 坩堝を使用し、高純度YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ Ox単結晶が得られている。これまでYBa $_{2}$ Cu $_{3}$ Ox単結晶について酸素量x=7.00に近い領域で2相分離が観測されるなど、均一な相を得ることが困難とされていたが、酸素アニール条件の最適化を行うことによりx=7.00の状態で結晶内全域で均一な試料を得ることができた。この単結晶を用い非線形帯磁率の測定を行うことによってSQUIDの測定と比較してより精度の高い非可逆曲線を求めることができた。測定に際しては交流磁場の振幅 $_{o}$ H $_{ac}$ =0.1mT周波数f=1kHzに固定しH=H $_{0}$ (1-T/Tc) $^{2}$ のべき法で整理した結果、低磁場側まで=1.45でフィッティングされる領域が得られた。低磁場側で若干の異常がみられるが、磁束の熱ゆらぎに対応する。

論文

Radiation effects on the transport critical current density in a Bi $_{1.5}$ Pb $_{0.5}$ Sr $_{2}$ Ca $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{x}$ ceramic

白石健介*

Advances in Superconductivity V, p.501 - 504, 1993/00

結晶したBi $_{1.5}$ Pb $_{0.5}$ Sr $_{2}$ Ca $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{x}$ ペレットから切り出した試料に、 $^{60}$ Coからの線または3MeVの電子線を2MRあるいは1.810 $^{20}$ m $^{-2}$ まで照射し、1.0Tまでの磁場中で20Kから100Kまでの範囲で温度の関数として、直流四端子法により臨界電流密度を測定した。ガンマ線を2MRまで照射すると、65K以下の温度で臨界温度は低下し、照射の効果は低温ほど著しい。ガンマ線の照射を続けると臨界電流密度は低下し、照射効果が認められる最高の温度も高温側に移動する。これに対して、6.010 $^{19}$ m $^{-2}$ まで電子線を照射すると、外部磁場の有無にかかわらず、約50K以下の温度で臨界電流密度は上昇する。照射量が1.810 $^{20}$ m $^{-2}$ になると、0.32Tで測定した臨界電流密度は約50K以下の温度では、照射前の値より小さくなる。なお、磁場なしおよび0.04Tで測定した臨界電流密度は、1.810 $^{20}$ m $^{-2}$ の電子線照射後も照射前の値に比べて高い状態を保っている。

論文

Electron energy loss spectroscopy in Ba $_{2}$ YCu $_{3}$ O $_{7}$ superconductor

白石健介; 伊藤洋

Advances in Superconductivity III, p.79 - 82, 1991/00

超電導体Ba $_{2}$ YCu $_{3}$ O $_{7}$ の電子エネルギー損失スペクトルを透過電子顕微鏡内での電子線照射による結晶組織の変化と対応させて調べた。入射電子線のエネルギーを200keVにすると、スペクトルの測定中に欠陥集合体が生じ、測定を繰り返すと酸素濃度及び試料の厚さが減少する。しかし、酸素のK吸収端周辺の微細構造は充分観察できる。すなわち、輝度を大きくして数回スペクトルの測定を行なった後でも、536eVの吸収端の低エネルギー側にある528eVのピークは明らかに認められる。さらにBaの786及び801eVのピーク及びCuの935eV付近のピークは電子線照射によってそれほど影響を受けない。入射エネルギーを200keVにすると、100keVのものに比べて質の良いスペクトルが容易に得られるので、Ba $_{2}$ YCu $_{3}$ O $_{7}$ の酸素のK-吸収端周辺の微細構造の結晶方位依存性の研究に利用できることが期待される。

論文

In-situ observation of bubbles in superconductor YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-delta}$ materials during He ion irradiation in an electron microscope

古野茂実; 北條喜一; 前田裕司; 大津仁; 渡辺光男

Advances in Superconductivity, p.459 - 462, 1989/00

高温超電導材料であるYBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{x}$ に電顕内で1.510 $^{14}$ ions/cm $^{2}$ ・secのフラックスの10keVのHeイオンを室温で照射し、構造変化をその場で観察し、以下の結果を得た。1)910 $^{16}$ ions/cm $^{2}$ の照射量でバブルの形成が認められ、その後これらのバブルは成長し、合体する。2)310 $^{17}$ ions/cm $^{2}$ の照射量で非晶質化が始まり、810 $^{17}$ ions/cm $^{2}$ でほとんど非晶質になる。3)バブルの形成、成長速度は結晶方位によって異り、結晶のC軸が試料表面に垂直な場合に最も速い。

論文

Electron irradiation effects on Y $_{1}$ Ba $_{2}$ CCu $_{3}$ O $_{y}$ superconductors

渡辺光男; 加藤輝雄; 楢本洋; 前田裕司; 白石健介; 数又幸生; 岩瀬彰宏; 岩田忠夫

Advances in Superconductivity, p.469 - 474, 1989/00

クエンチ法により酸素量を制御したY $_{1}$ Ba $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{y}$ 試料を3MeVの電子線を照射し、その照射効果を電気抵抗測定で、試料の電流密度を変え、遷移温度近傍の様子を調べた。