結論と今後の課題

4.1 結 論

本 研 究 で は、 キャ リ ア の ドー プ 状 態 を 変 え る た め 異 な る 酸 素 ア ニー ル 条 件で 作 製 した^Bi-2223単 結 晶試 料 に、 それ ぞ れ^Auイオ ン 照 射を 行 い 柱状 欠 陥 を 導 入 し た。 そ れ ぞ れ の 試 料 の 臨 界 電 流 密 度 を 測 定 し、 そ の 結 果 と 磁 束 ク リー プ 理 論 と 要 素 的 ピ ン 力 の 加 算 理 論 を 用 い て 凝 縮 エ ネ ル ギー 密 度 を 求 め た。 そ し て、^Y-1233) と^Bi-22122) と の 比 較 を 行 い、^Bi-2223の 持 つ 本 質 的 な ポ テ ン シャ ル や 酸 素 ア ニー ル が 及 ぼ す 影 響 を 調 べ た。 そ の 結 果、 以 下 の 結 論 を 得 た。

Auイ オ ン 照 射 後 の 試 料 ^#2の 臨 界 電 流 密 度 は^{5 K}で^{2:821011 A=m2} と い う 高 い 値 で あ り、 強 い ピ ン を 導 入 す る こ と が 可 能 な ら ば ^Jcを 大 幅 に 向 上 させ る こ とが で き る こと が 確 かめ ら れ た。 しか し、 試 料 ^#3に お い て、 照 射 後 ^Jcが 低 下 し た と い う 結 果 か ら、 単 結 晶 が^Al基 盤 か ら 剥 離 し た こ と が ^Jc低 下 の 主 な 原 因 で は な い と す る と、 ピ ン の 数 を 増 や し て も 組 織 の 劣 化 が 起 こ る 可 能 性 が あ り、 こ の 方 法 に よ る 特 性 改 善 に も 限 界 が あ る の で は な い か と 考 え ら れ る。

酸 素 ア ニー ル に よ り 超 伝 導 体 の 次 元 性 が 改 善 さ れ、 柱 状 欠 陥 に よ る ピ ン が 向 上 し、^Jc と^Bi の 向 上 が 著 し い と 考 え ら れ る。 特 に^Au イ オ ン 照 射 後 の 試 料 で は、 高 温 領 域 に お い て^Bi の 大 き い 上 昇 が 見 ら れ た こ と よ り、 高 温 側 に お い て 特 性 を 改 善 す る こ と が で き る と 考 え ら れ る。

1気 圧 酸 素 ア ニー ル 処 理 を し た 試 料^#2の 凝 縮 エ ネ ル ギー 密 度 が 低 温 で

Y-123

3) を凌いだことより、^Bi-2223 は低温で高いポテンシャルを有して お り、 低 温で の 応 用 に 適し て い る こ とが わ かっ た。 ま た、⁵⁰⁰ 気 圧 酸 素 ア ニー ル 処 理 を し た 試 料^#3の 凝 縮 エ ネ ル ギー 密 度 が^#2よ り も 低 い 値

を示したことより、今回の場合は¹気圧が最も優れた特性を示したよう に、 特 性 改 善 に は 適 当 な 酸 素 ア ニー ル 条 件 が あ る の で は な い か と 考 え ら れ る。

熱 力 学的 臨 界磁 界 の規 格 化 温度 依 存性 は ^Bi-22122) と 比べ て 中 温 高 温 側 で 緩 や かと なっ て い た。 こ れ は^Bi-2223 の次 元 性 が 高 い こ と を 示す も の で あ り、 よ り 良 い ピ ン ニ ン グ が 期 待 で き る。 ま た 中 温 度 で の 試 料 ^#2 の 凝 縮 エ ネ ル ギー 密 度 は、 ^Y-123の^{77 K}で の 凝 縮 エ ネ ル ギー 密 度 の 値 と 比 較 し て も そ れ ほ ど 差 は な い。 こ れ ら の こ と か ら、 冷 凍 機 を 用 い た 中 温 度 付 近 で の 応 用 に 期 待 す る こ と が で き る と 考 え ら れ る。

4.2 今 後 の課 題

今 回 用 い た 試 料 で は、^#2と^#3の ア ニー ル 条 件 の 違 い が 大 き す ぎ る こ と か ら、 そ の 間 を 埋 め る よ う な ア ニー ル 条 件 の 試 料 を 用 意 し て^{Jc - B} 特 性 が 酸 素 ア ニー ル を 進 め る こ と に よっ て ど う 変 化 し て い く の か、 ま た 今 回 試 料^#3に イ オ ン 照 射 を す る こ と に よ り^Jc の 低 下 が 見 ら れ た が、 そ れ が 酸 素 アニールの影 響を受けているのかなど、^Bi-2223の本質的なポテンシャルや 酸 素 ア ニー ル に よ る 影 響 を さ ら に 調 査 し て い く こ と が 今 後 の 課 題 で あ る。

謝辞

本 研 究 を 行 う に あ た り、 多 大 な 御 指 導、 御 助 言 を 頂 い た 松 下 照 男 教 授、

小 田 部 荘 司 助 教 授、 木 内 勝 助 手 に 深 く 感 謝 致 し ま す。 同 じ く 多 く の 助 言 や 指導をしてくださった河野一平さんに深く感謝致します。また、試料を提供 し て 下 さっ た 東 京 工 業 大 学 の 野 村 朋 哉 さ ん、 本 橋 輝 樹 助 手、 マー リッ ト カ ル ピ ネ ン 助 教 授、 山 内 尚 雄 教 授 に 感 謝 致 し ま す。 そ し て、 試 料 に イ オ ン 照 射 を し て 下 さっ た 日 本 原 子 力 研 究 開 発 機 構 の 岡 安 悟 さ ん に 感 謝 致 し ま す。

最 後 に 本 研 究 を 行 う に あ た り、 支 援、 指 導 を 頂 い た 松 下・ 小 田 部 研 究 室 の 皆 様 に 深 く 感 謝 致 し ま す。