28aPS-25 表面磁場測定による YBCO A 大分大工 , 姫路工大工 , 近藤隆司 , 重俊礼 , Observation of shielding current Faculty of Engineering, Department of Materials Science and Department of Applied Physics, Ryuji Kondo, Toshihiro Shige, 薄膜の反磁性電流の観測 東大工 B A 深見武 , 為ヶ井強 B in YBCO films used Hall probe Array Oita University, A Engineering Himeji Institute of Technology The University of Tokyo A B B Takeshi Fukami , Tsuyoshi Tamegai 概要 微小ホール素子列を用いて磁束混合状態における YBCO 薄膜の表面磁場測定 を行い、この磁場分布をもとに、超伝導体内の反磁性電流を決定した。試料内 の反磁性電流の分布は Bean モデルに基づいて考察される場合が多い。このモ デルを薄膜の表面に垂直に磁場を加えた場合に当てはめるとき、いくつかの矛 盾が生じる。とくに比較的低磁場で、超伝導体内部に部分的に磁場が進入した ときの表面磁場の分布をうまく再現できない。そこで、均一な電流の代わりに Brandt 等によって提案された電流分布を用いたところ、比較的矛盾なく試料 表面の磁場分布を再現することが可能であった。この電流分布の場合、低磁場 から高磁場までの観測結果を再現可能であるが、パラメーターは唯一 "Jc J "の Jc みである。 実験 H サンプル：c 軸配向のＹＢＣＯ薄膜 サイズ 0.6mm × 3.8mm × 0.8 μ m Sample ホール素子列 :Si をドープした GaAs を使用 :10 × 10 μ m2 の測定領域 :10 個のホール素子列 このサンプルをホール素子列の上に直接載 せ ( 図１)、測定温度まで冷却 H を 0[Oe] から 2400[Oe] まで上 外部磁場 Ha 昇させ、表面磁場を測定 図 2 ホール素子列とサンプルの写真 Hall Probe 図 1 サンプルの概要 表面磁場の測定 30K 0.25 2400Oe 2200Oe 2000Oe 1800Oe 1600Oe 1400Oe 1200Oe 1000Oe 800Oe 600Oe 400Oe 200Oe 0.2 0.15 0.1 0.05 ・T=30K における観測例 H=0 ∼ 2400Oe まで変化 NO.3 のホール素子が試料の 中心に位置 NO.9 が試料端 ・外場の増加と共に試料中心 0 -0.0006 -0.0004 -0.0002 0 0.0002 図 3 磁場の断面図 0.0004 0.0006 部まで磁場が侵入 ・高磁場の測定よりホール素 子 と、 試 料 の 間 隔 は 8 μ m と推定 上記の観測を T=12 ∼ 60K の温度領域で行った。 J[10 A/m ] 10 2 10 J の推定 超伝導電流 Jc 30K 5 J Brandt 等の式 * にもとづいて、Jc 450Oe 0 を唯一のパラメータとし、電流分 -5 布を決定する。 -10 -0.0003 -0.0002 -0.0001 0 0.0001 0.0002 0.0003 Distance[m] J の座標依存性 図 4 超伝導電流 Jc * E. H. Brandt, M. Indenbom,Phys. Rev. B 48, 12893(1993) 0.1 30K 電流分布の違いによる磁場再現性 B[T] 電流分布を考慮した計算値 の比較 0.05 0 均一電流による計算値 ・試料中心付近での再現性が良い 0.05 0 -0.0006 -0.0004 -0.0002 0.0002 0.0004 0.0006 Distance[m] 図 5 計算した磁場分布 10 2 J[10 A/m ] 10 5 電流分布の磁場依存性 30[K] 200Oe 400Oe 2400Oe 0 -5 ・外場が強くなるにつれて漸近的 Ha=200~2400Oeまで増加 間隔 200Oe -10 -0.0003 -0.0002 -0.0001 0 0.0001 0.0002 0.0003 Distance[m] 図 6 図 3 から計算した電流分布 に均一な電流分布へと変化する。 0.1 B[T] 0.08 550Oe 30K 0.06 450Oe 350Oe 0.04 250Oe 150Oe 0.02 50Oe 0 -0.0006 -0.0004 -0.0002 0 0.0002 Distance[m] 図 7 低磁場でのフィット 0.0004 0.0006 部分的に磁場が試料 に侵入している場合 の再現性がよい。 J の磁場依存性 Jc �������� J の磁場依存性は、以下の式に従う。 Jc �������� Jc������� ��� 表 1 近似式の 1 次係数と 0 次係数 ��� �� ������ ��� ��� ��� ���� ���� ���� ���� B�������� 図8 ���� ���� A0 A1 B0 30 Ｋ 1.6E10 1.4E11 0.30717 40 Ｋ 2.6E10 9.5E10 0.18518 50 Ｋ 1.8E10 5.6E10 0.11643 60 Ｋ 1.1E10 4.5E10 0.06879 A0 の温度依存性は単調減少ではない。 まとめ ・Brandt 等の提案による超伝導体内の電流分布を用いると、磁 場が部分的に進入した低磁場から高磁場の測定まで、試料表面 の磁場分布を再現することが可能である。 J " のみである。 ・この場合フィッティングパラメーターは唯一 "Jc J " の磁場依存性は１次の指数減少関数に従う。 ・"Jc
© Copyright 2024 ExpyDoc
