低エネルギーAuイオン照射を用いたVLS-YBa2Cu3Oy厚膜の磁場中超伝導特性

Superconductivity properties at magnetic field in VLS-YBa2Cu3Oy superconducting thick Films using Au Ion Irradiation


伊東 智寛 (名大); 尾崎 壽紀 (関西学院大); 一瀬 中 (電中研); 土屋 雄司 (名大); 岡崎 宏之, 越川 博, 山本 春也, 八巻 徹也 (量研機構); 吉田 隆 (名大)


Abstract:我々は、Vapor-Liquid-Solid(VLS)成長法を用いたYBa2Cu3Oy(YBCO)薄膜の高速成膜かつ高品質薄膜作製に関して、これまで数多くの報告を行なってきた。その一方、磁場中臨界電流密度Jc向上を目的とした人工ピンニングセンター導入においては、BaHfO3(BHO)ナノロッドの断続的な成長やBHOの偏析層が観察されており、形状制御が非常に困難であることが示唆されている。
この課題を解決するため、本研究では薄膜作製プロセスとは独立に欠陥導入可能なイオン照射を用いた実験を行った。その際、イオン種としてAuを使用し、従来のBHO添加試料におけるJcの比較・検討を行った。
その結果、Auイオン照射によって臨界温度Tcが90.9 Kから87.8 Kへ低下し、また77 Kの自己磁場下におけるJcもBHO添加試料の1.28 MA/cm2に対してAuイオン照射は0.78 MA/cm2と低かった。一方、0.5 – 3 TにおけるAuイオン照射のJcはBHO添加試料より大きくなり、77 Kにおける印加磁場に対する巨視的ピンニング力Fpの最大値はBHO添加試料が1.9 GN/m3、Auイオン照射試料が2.4 GN/m3と高くなった。