[論文レビュー] Pulsed field magnetization and growth-related microstructure of bulk melt-textured YBaCuO crystals

A. B. Surzhenko, S. Schauroth+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 30, 2001

Magnetic Bearings and Levitation Dynamics被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、最大6Tに達する高磁場アンプリチュードのパルス磁場磁化が、バルク溶融テキスチャードYBCO結晶内の微細構造非均一性を高感度で検出可能であることを示している。主な発見は、弱い結合（weak links）の主な位置が成長セクター（GSs）であり、GS境界ではないことである。これは、結晶成長形態とフラックスピンニング非均一性との間で顕著なマクロスコピック相関が存在することを示している。

ABSTRACT

We have studied the remanent magnetic flux distribution in bulk melt-textured YBa2Cu3O7 (YBCO) crystals after their magnetization in quasi-static and pulsed magnetic fields up to 6T. It has been shown that, provided that the magnetic pulse is sharp enough and its amplitude much exceeds the twice penetration magnetic field, the pulse magnetization technique becomes extremely sensitive to the sample inhomogeneities. Using this method with appropriate parameters of the magnetic pulse, we have particularly demonstrated that the growth of YBCO crystals in the growth sectors (GSs) responds for a macroscopic arrangement of weaks links -- they mostly appear inside of GSs, but not along the GS boundaries.

研究の動機と目的

• パルス磁場がバルク溶融テキスチャードYBCO結晶内の残留磁束分布に与える影響を調査すること。
• パルス磁化が微細構造非均一性を検出する際に準静的磁化よりも感度が高いかどうかを特定すること。
• YBCO結晶内の成長セクター（GSs）およびGS境界に伴う弱い結合の空間的分布を特定すること。
• 磁場パルスの鋭さとアンプリチュードが微細構造的特徴への感度をどのように向上させるかを評価すること。

提案手法

• 最大6Tのパルス磁場を、急峻な立ち上がり時間でバルクYBCO試料に印加する。
• パルス磁化と準静的磁化の両条件下での残留磁束分布を比較する。
• ピンギング場より2倍以上の磁場アンプリチュードを用いて、非均一性への感度を最大化する。
• フラックス分布パターンの解析を通じて、弱い結合の空間的局在を推定する。
• 観察されたフラックス非均一性と結晶学的成長セクター構造との相関をとる。
• 残留磁束密度をマッピングする高感度磁気イメージング技術を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 パルス磁場磁化は、準静的磁化と比較してYBCO結晶内の残留磁束分布にどのように影響を与えるか？
• RQ2 パルス磁化は、YBCO結晶内の微細構造非均一性に対してどの程度感度が高いか？
• RQ3 弱い結合は主に成長セクター内か、それとも成長セクター境界付近に位置するか？
• RQ4 パルスのアンプリチュードと立ち上がり時間は、フラックス非均一性の検出にどのように影響するか？
• RQ5 パルス磁化は、結晶成長形態に関連するマクロスコピックなフラックスピンニング非均一性を解像できるか？

主な発見

• 立ち上がりが急峻で高アンプリチュード（ピンギング場の2倍以上を超過）のパルス磁場磁化は、YBCO結晶内の微細構造非均一性への感度を顕著に向上させる。
• この手法により、弱い結合が主に成長セクター（GSs）内に存在することが明らかになった。GS境界には多くない。
• 弱い結合のマクロスコピックな配置は、結晶成長形態と強く相関しており、GSsがフラックスピンニング非均一性の主な発生源であることを示している。
• この技術により、結晶成長ダイナミクスに関連するスケールでのフラックス分布非均一性を成功裏にマッピングした。
• パルス磁化は、微細構造的特徴の検出において、準静的磁化を上回る感度を示した。
• 結果から、成長セクター構造がYBCO超伝導体におけるマクロスコピックなフラックスピンニング状態を決定づける重要な役割を果たしていることが示唆される。