The study of the pinning center by interactions of the quantum flux and the magnetic moment of rare earth elements

通过量子通量与稀土元素磁矩相互作用研究钉扎中心

基本信息

批准号：
19560325
负责人：
NAKAMURA Yoshitaka
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Hachinohe National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は高温超伝導GdBCO薄膜中に、磁性材料である希土類酸化物RE2O3(RE=Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er and Yb)及び、希土類金属RE(RE=Sm, Gd, Dy, Ho and Nd)をドープする事により、人工ピン止めセンターを作り出し臨界電流密度の向上を目指す研究を行った。電流を多く流していくと、量子化磁束が移動しようとするが、常伝導磁性ナノ粒子にピン止めされる。更に、磁性ナノ粒子は磁気モーメントを持っているため、量子化磁束が移動しようとすると、平行であった量子化磁束Φと磁性ナノ粒子の磁気モーメントMとの間に、トルクが働き、Mを回転させるエネルギーが必要になる。つまり、磁性ピン止めセンターを用いることで、常伝導によるピン止めと、磁気モーメント相互作用によるピン止めの、2種類のピン止め力が共存することになり、強力なピン止めセンターになると考え実験を行った。実験の結果、Sm2O3希土類酸化物、Dy希土類金属をドープした時、自己磁場臨界電流密度Jcは、それぞれ3.1[MA/cm^2] 、4.1[MA/cm^2]と最も高くなり、磁性ナノ粒子のピン止めセンターは有効である事を確認した。また、磁気モーメントの大きさにより臨界電流密度Jcも変化する傾向が確認されている。更に、走査型プローブ顕微鏡により薄膜の磁気力像を評価した結果、単位砲のa、b軸方向に波長が約1.5μmの周期性を持った像が得られた。これは、薄膜内で磁気的な要素が局所的に存在し、それも周期性を持っていることを意味しており、現在その起因を検討しているところである。

本研究以磁性材料稀土氧化物RE2O3（RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb）和稀土金属RE（RE=Sm、Gd、Dy）为对象，进行了研究通过掺杂 Ho 和 Nd 创建人工钉扎中心来提高临界电流密度）。当施加大量电流时，量子化的磁通量试图移动，但被正常导电的磁性纳米颗粒所束缚。此外，由于磁性纳米颗粒具有磁矩，当量子化磁通试图移动时，在平行量子化磁通Φ和磁性纳米颗粒的磁矩M之间作用扭矩，导致M需要能量来使其旋转。换句话说，通过使用磁钉扎中心，两种类型的钉扎力共存：由于正常传导的钉扎和由于磁矩相互作用的钉扎，我们认为这会导致强钉扎中心。实验结果，当掺杂Sm2O3稀土氧化物和Dy稀土金属时，自磁场临界电流密度Jc最高，分别为3.1[MA/cm^2]和4.1[MA/cm^2]分别和磁性纳米粒子钉扎中心被证实是有效的。还证实了临界电流密度Jc倾向于根据磁矩的大小而变化。另外，使用扫描探针显微镜评价薄膜的磁力图像，结果在单元炮的a轴方向和b轴方向上得到了波长约为1.5μm的周期性的图像。这意味着磁性元素局部存在于薄膜内并且也具有周期性，我们目前正在调查其原因。

项目成果

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Critical current density and lattice distortion of RE_2O_3 (RE=Sm, Eu, Gd, Dy, Ho and Er) and metallic Gd doped GdBCO thin film

RE_2O_3（RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er）和金属Gd掺杂GdBCO薄膜的临界电流密度和晶格畸变

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Nakamura;Y. Morita;D. Yoshida;G. Nishijima;M. Mukaida;K. Watanabe;S. Ohshima
通讯作者：
S. Ohshima

金属GdドープGdBa_2Cu_3O_<7-δ>スパッタ膜の作製と評価

金属Gd掺杂GdBa_2Cu_3O_<7-δ>溅射薄膜的制备与评价

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tooru Tanaka;Mitsuhiro Nishio;Qixin Guo;Hiroshi Ogawa;吉田大祐
通讯作者：
吉田大祐

Critical current density and lattice distortion of RE2O3 (RE=Sm, Eu, Gd, Dy, Ho and Er) and metallic Gd doped GdBCO thin film

RE2O3 (RE=Sm、Eu、Gd、Dy、Ho 和 Er) 和金属 Gd 掺杂 GdBCO 薄膜的临界电流密度和晶格畸变

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Nakamura;Y. Morita;D. Yoshida;G. Nishijima;M. Mukaida;K. Watanabe and S. Ohshima
通讯作者：
K. Watanabe and S. Ohshima

金属GdドープGdBa2Cu3O7-δスパッタ膜の作製と評価

金属Gd掺杂GdBa2Cu3O7-δ溅射薄膜的制备与评价

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tooru Tanaka;Katsuhiko Saito;Mitsuhiro Nishio;Qixin Guo;and Hiroshi Ogawa;盛田雄介,松林達彦,中村嘉孝,西島元,渡辺和雄,向田昌志,大嶋重利;N. Ikenaga;吉田大祐,中村嘉孝,西島元,渡辺和雄,向田昌志,大嶋重利
通讯作者：
吉田大祐,中村嘉孝,西島元,渡辺和雄,向田昌志,大嶋重利

希土類酸化物及び金属GdドープGd123薄膜の作製

稀土氧化物和金属Gd掺杂Gd123薄膜的制备