超伝導混合状態の超音波による観測

　しかし，高温超伝導体では臨界温度が高いことと引替えに，熱励起が磁束のピン止めに与え る影響が大きい．特に Bi 系超伝導体においては，臨界温度より数十度下でも磁場中で抵抗が現 れる．このことは，応用面で非常に深刻な問題である．従って，この物質における磁束のピン止 め特性を詳細に調べることにより，どのようなものが磁束のピン止め中心として有効かを知るこ とができれば，高温・高磁場中での利用に関して有用な知見が得られる．

　現在のところ，輸送電流，磁化測定等によって磁束ピン止め特性の測定が試みられているが， 我々は次節で述べるような超音波の特質を生かした測定を行っている．

図1. 超音波と磁束格子との相互作用

　磁束がピン止めされている状態では，超伝導体中を伝搬する超音波は，ピン止め中心を 介して磁束格子を振動させる．（図は横波音波の場合を示す）

　実際に，Bi2Sr2Ca2Cu3Oy (臨界温度 Tc 〜110 K) と Bi2Sr2CaCu2Oy (Tc 〜 80 K) に ついて，磁場 H の方向と縦波音波の伝搬方向 k (c 軸に平行)を平行と垂直にした場合の，音速の 磁場変化の温度依存性を測定した結果を図 2. に示す[1]．低温側では磁場の印加により音速が増 加し，磁束のピン止めによる効果があることを示している．しかし，Tc より数十度も低い温度 で温度上昇とともに音速が減少し，磁束がピン止めからはずれることを示している．しかも，磁 場方向に対する異方性が大きいことが分かる．我々は，このようなピン止めの異方性を "intrinsic pinning model" で説明することを試みた[2]．

図2. 音速の磁場変化の温度依存性

　Bi 系超伝導体では，臨界温度(80〜110 K)より数十度も低い温度で，温度上昇とともに 音速が減少し，磁束がピン止めからはずれることが分かる．