鉄系超伝導体における磁束ダイナミクスと粒子線による臨界電流密度の向上

铁基超导体中的磁通量动力学和粒子束改进临界电流密度

基本信息

批准号：
11J09383
负责人：
田縁俊光
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに、鉄系超伝導体Ba (Fe_<1-x>, Co_x)_2As_2における磁束ダイナミクスを磁気緩和測定によつて決定し、さらに点欠陥導入による変化を追うことによってvortex(量子化磁束)と欠陥の間の相互作用を定量的に議論してきた。ここで点欠陥はプロトン照射を用いることによって相関のない、ランダムな分布となるようにした。一方で、一次元的な相関をもつ欠陥はvortexが一次元的であることからそれとの間に非常に強い引力相互作用が働くと考えられ、結果的に大きな臨界電流密度、小さな磁気緩和率を実現することが期待される。実際、銅酸化物系高温超伝導体では重イオン照射によって柱状欠陥を導入した系においてBoseグラス相と呼ばれる特異な磁束状態が実現していることが理論、実験両面から示されている。このBoseグラス状態は鉄系超伝導体でも実現することが期待されるが、これまでにその実現の証拠が観測された例は皆無であった。鉄系超伝導体におけるBoseグラス相実現確認は磁場を柱状欠陥と平行にした状態での臨界電流密度あるいは磁気緩和の振る舞いから決定しようとするものばかりであった。そこで注目したのは磁化の角度依存性である。これは磁場を柱状欠陥の方向に対して角度θ傾けた状態における磁化を測定し、vortexと柱状欠陥の間の相互作用を検証しようとするものである。Boseグラス相が実現している場合、θがゼロでないある有限の大きさであつてもvortexが柱状欠陥にピン止めされ続け、磁束が磁場の方向ではなく柱状欠陥の方向を向いた状態を保つ、磁束ロックインという状態が実現する。これはすなわち磁場がθ=0付近で磁化の角度依存性がなくなることに対応している。このプラトー構造を鉄系超伝導体において実験で観測することに世界で初めて成功した。プラトーの角度幅はBoseグラス理論が予測する磁場の強さの逆数に比例する振る舞いを示しており、まさにBoseグラス相が実現していることに由来すると結論づけられる。この内容はPhysical Review B誌に掲載された。

直到上一年，已经使用磁性松弛测量测量结果确定了基于铁的超导体BA（Fe_ <1-x>，co_x）中的磁通量动力学，此外，通过引入点缺陷引起的引起的变化，涡流（量化的磁性磁通）与缺陷之间的相互作用（量化的磁性磁通）进行了定量讨论。在这里，使用质子照射将点缺陷形成无关的随机分布。另一方面，认为具有一维相关性的缺陷被认为在涡流和IT之间具有非常有吸引力的相互作用，并且预计涡流的缺陷是一维的，导致临界电流密度较大，磁性松弛率很小。实际上，理论和实验方面都表明，在基于氧化物的高温超导体中，一种称为玻色玻璃相的独特磁通状态，在一个系统中实现了柱状离子缺陷，由重离子辐照引入柱状缺陷。可以预期，这种玻色玻璃状态将通过基于铁的超导体实现，但是尚未观察到实现这一目标的证据。当磁场与柱状缺陷平行时，玻璃玻璃相的实现确认旨在根据临界电流密度或磁性松弛的行为来确定。我们关注的是磁化的角度依赖性。这试图测量在磁场相对于柱状缺陷方向倾斜磁场的状态，并验证涡流与柱状缺陷之间的相互作用。当实现Bose玻璃相，即使θ的有限尺寸不是零，也继续将涡流固定在柱状缺陷上，并实现磁通量锁定，其中磁通量仍朝向柱状缺陷，而不是磁场的方向。这对应于以下事实：磁场接近θ= 0，并且不再存在磁化的角度依赖性。这是世界上第一次在使用铁基超导体的实验中观察这种平稳结构。高原的角度宽度显示与Bose Glass理论预测的磁场强度逆的行为成正比，并且可以得出结论，它是从实现Bose Glass阶段的实现中得出的。该内容发表在物理评论B中。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Coドープ及びKドープBaFe2As2の磁束ダイナミクスに対するプロトン照射効果

质子辐照对 Co 掺杂和 K 掺杂 BaFe2As2 磁通动力学的影响

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
田縁俊光;大堀高広;大竹史哲;仲島康行;為ヶ井強;木方邦宏;石田茂之;永崎洋;北村尚
通讯作者：
北村尚

プロトン照射による鉄系超伝導体Ba_<1-x>K_xFe_2As_2の超伝導転移温度抑制

质子辐照对铁基超导体Ba_<1-x>K_xFe_2As_2超导转变温度的抑制

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
田縁俊光;大竹史哲;下舜生;為ヶ井強;北村尚
通讯作者：
北村尚

Critical current density and vortex dynamics in pristine and proton-irradiated (Ba, K)Fe2As2

DOI：
10.1016/j.physc.2013.04.027
发表时间：
2013-11
期刊：
Physica C-superconductivity and Its Applications
影响因子：
1.7
作者：
T. Taen;T. Ohori;Fumiaki Ohtake;T. Tamegai;K. Kihou;S. Ishida;H. Eisaki;H. Kitamura
通讯作者：
T. Taen;T. Ohori;Fumiaki Ohtake;T. Tamegai;K. Kihou;S. Ishida;H. Eisaki;H. Kitamura

Significant Enhancement of Critical Current Density with an Introduction of Point Defects in Optimally K-doped Iron-based Superconductors BaFe_2As_2

最佳掺钾铁基超导体BaFe_2As_2中点缺陷的引入显着提高了临界电流密度