Effect of heavy-ion irradiation on the Bi-based superconductors

Abstract

The pinning properties of the three types (Bi-2201, Bi-2212, Bi-2223) of Bi based oxide superconductors with columnar defects were investigated. These superconductors were irradiated by the 3.5 GeV Xe-136(31+) beam at RIKEN (Institute of Physical and Chemical Research) Ring Cyclotron Facility to produce columnar defects along c-axis. The irreversibility line, which marks the onset of reversible flux motion in the magnetic field versus temperature phase diagram, was investigated. After the irradiation all the irreversibility lines showed strong shifts to the higher reduced temperature. Xe irradiation improved the pinning properties strongly for Bi-2201, Bi-2212, and Bi-2223. Another interesting feature (a kink appeared in the irreversibility line) was observed for the Bi-2201 and Bi-2212 single crystals after irradiation.

柱状欠陥をもつ3種類のBi系酸化物超伝導体(Bi-2201、Bi-2212、Bi-2223)のピンニング特性を研究した。これらの超伝導体はc軸に沿った柱状欠陥を生成するためにRIKEN(理化学研究所)リングサイクロトロン施設で3.5GeVのXe-136(31+)ビームを照射した。磁場対温度の状態図において可逆フラックス運動の開始を示す不可逆線について調べた。照射後、すべての不可逆線は高い温度降下に対して強いシフトを示した。Xe照射はBi-2201、Bi-2212およびBi-2223のピンニング特性を大きく改善した。照射後のBi-2201とBi-2212単結晶に対してもうひとつ別の興味ある特徴(不可逆線におけるキンクの出現)を観測した。