磁気光学イメージングによるFeAs系超伝導体の臨界電流特性改善と対対称性の解明

銅酸化物高温超伝導体の実用化への研究が山場を迎え、いよいよ超伝導体が社会に浸透し始めようとしている。しかし、経済性や使い易さを考慮した場合、現状の銅酸化物高温超伝導体にも問題が残っており、新規超伝導体の開発が求められている。2008年始めに発見された鉄系超伝導体は大きな可能性を秘めた物質系である。鉄系超伝導体は、既に5種類以上のタイプが発見されており、超伝導転移温度も当初の26Kから55Kを超える物質も合成されている。しかし、新しい超伝導物質が発見されても、T_cが高いだけでは実用化できない。磁場下でも大きな臨界電流密度(J_c)を持つ必要がある。そのために、鉄系超伝導体における混合状態(磁束状態)の詳細を明らかにする必要がある。本研究の主な目的は鉄系超伝導体における磁束状態を磁気光学イメージングを用いて明らかにすることである。この目的の為にCoドープされたBaFe_2As_2薄膜および単結晶を研究に用いた。本年度は、これまで123型の銅酸化物超伝導体のみで観測されていた再磁化後の磁束侵入における超伝導乱流による磁束-反磁束境界の不安定性の研究を行った。このために良質な最適ドープBa(Fe_<1-x>CO_x)_2As_2単結晶を用いた。H=-300 Oeの下で磁場中冷却された試料にH=+200 Oeの磁場を印加し再磁化したところ、磁束-反磁束境界の顕著な曲がりを伴う不安定性を磁気光学イメージングを用いて観察することができた。この不安定性と同時に、磁束-反磁束境界に顕著な局所磁束密度の変化を確認した。これは、磁東-反磁束境界に過剰電流が流れていることを示している。このことから観測された磁束-反磁束境界の不安定性が"マイスナーホール"に起因するものであることが確認できた。この観察により、"マイスナーホール"は、これまでに観察されていた123型銅酸化物高温超伝導体だけでなく、第2種超伝導体に共通の性質であることを確認することができた。

銅酸化物高温超伝導体の実用化への研究が山場を迎え、いよいよ超伝導体が社会に浸透し始めようとしている。しかし、経済性や使い易さを考慮した場合、現状の銅酸化物高温超伝導体にも問題が残っており、新規超伝導体の開発が求められている。2008年始めに発見された鉄系超伝導体は大きな可能性を秘めた物質系である。鉄系超伝導体は、既に5種類以上のタイプが発見されており、超伝導転移温度も当初の26Kから55Kを超える物質も合成されている。しかし、新しい超伝導物質が発見されても、T_cが高いだけでは実用化できない。磁場下でも大きな臨界電流密度(J_c)を持つ必要がある。そのために、鉄系超伝導体における混合状態(磁束状態)の詳細を明らかにする必要がある。本研究の主な目的は鉄系超伝導体における磁束状態を磁気光学イメージングを用いて明らかにすることである。この目的の為にCoドープされたBaFe_2As_2薄膜および単結晶を研究に用いた。本年度は、これまで123型の銅酸化物超伝導体のみで観測されていた再磁化後の磁束侵入における超伝導乱流による磁束-反磁束境界の不安定性の研究を行った。このために良質な最適ドープBa(Fe_<1-x>CO_x)_2As_2単結晶を用いた。H=-300 Oeの下で磁場中冷却された試料にH=+200 Oeの磁場を印加し再磁化したところ、磁束-反磁束境界の顕著な曲がりを伴う不安定性を磁気光学イメージングを用いて観察することができた。この不安定性と同時に、磁束-反磁束境界に顕著な局所磁束密度の変化を確認した。これは、磁東-反磁束境界に過剰電流が流れていることを示している。このことから観測された磁束-反磁束境界の不安定性が"マイスナーホール"に起因するものであることが確認できた。この観察により、"マイスナーホール"は、これまでに観察されていた123型銅酸化物高温超伝導体だけでなく、第2種超伝導体に共通の性質であることを確認することができた。