ビスマス系高温超伝導酸化物大型単結晶の物性評価

本年度は改良フローティングゾーン法によって得られたビスマス系高温酸化物超伝導体大型単結晶について、申請のように下記の諸特性を測定・評価した。1)結晶性:結晶表面の数カ所から小片を剥離し、ラウエ写真による評価を行った。現在の所、4回対称性は観測されるが、各スポっトはストリークをひいており、結晶性がまだ不完全である事を示している。2)電気的特性:本助成金により電気伝導度自動測定装置を購入・作成し、上記(1)で使いた小片の臨界温度Tc(R=0)を測定した。Tcは結晶全体に渡って一様ではなく、80K〜40Kと分布している事が判った。これは結晶中の酸素濃度が一様でないためと考えられる。結晶中の酸素濃度を一様にするため、酸素ガスフロー中860℃にて熱処理を行った。すると、熱処理時間20時間にてTcは40Kから81.6Kに上昇した。3)磁気的特性(1):磁化測定を行い超伝導体積分率Vsの熱処理時間依存性を調べた。熱処理時間が20時間まではVsは熱処理時間とともに増加し、30時間を越えるとVs〜60%一定となる事を見いだした。以上の熱処理による物性変化は、この単結晶がas-grownのままでは酸素含有量が不足していた事を示す。この原因としては、結晶成長速度(1mm/h)が速すぎて充分に酸素が結晶中に取り込めなかったためではないかと考えられる。4)磁気的特性(2):また、マイナー磁化ループによる評価装置を製作し、焼結体との比較・検討を行ない、焼結体に於いては顕著に見られる偶数次の高調波が単結晶試料ではほとんど見られない事を確かめた。以上の結果により結晶成長条件の検討を行い、今後更に良質の単結晶の成長・その物性測定を行う予定である。

本年度は改良フローティングゾーン法によって得られたビスマス系高温酸化物超伝導体大型単結晶について、申請のように下記の諸特性を測定・評価した。1)結晶性:結晶表面の数カ所から小片を剥離し、ラウエ写真による評価を行った。現在の所、4回対称性は観測されるが、各スポっトはストリークをひいており、結晶性がまだ不完全である事を示している。2)電気的特性:本助成金により電気伝導度自動測定装置を購入・作成し、上記(1)で使いた小片の臨界温度Tc(R=0)を測定した。Tcは結晶全体に渡って一様ではなく、80K〜40Kと分布している事が判った。これは結晶中の酸素濃度が一様でないためと考えられる。結晶中の酸素濃度を一様にするため、酸素ガスフロー中860℃にて熱処理を行った。すると、熱処理時間20時間にてTcは40Kから81.6Kに上昇した。3)磁気的特性(1):磁化測定を行い超伝導体積分率Vsの熱処理時間依存性を調べた。熱処理時間が20時間まではVsは熱処理時間とともに増加し、30時間を越えるとVs〜60%一定となる事を見いだした。以上の熱処理による物性変化は、この単結晶がas-grownのままでは酸素含有量が不足していた事を示す。この原因としては、結晶成長速度(1mm/h)が速すぎて充分に酸素が結晶中に取り込めなかったためではないかと考えられる。4)磁気的特性(2):また、マイナー磁化ループによる評価装置を製作し、焼結体との比較・検討を行ない、焼結体に於いては顕著に見られる偶数次の高調波が単結晶試料ではほとんど見られない事を確かめた。以上の結果により結晶成長条件の検討を行い、今後更に良質の単結晶の成長・その物性測定を行う予定である。