The high-Tc superconductor of Ba2CaCu2O4(O,F)2 (F-0212) is an appealing material for application as it has a simple crystal structure with a highest Tc of 108 K. We have derived the intragrain critical current density (Jc), irreversibility field (Birr), flux pinning properties, etc., for the polycrystalline samples from under doping (Tc=82K) to slightly-over doping (Tc=106K) from the dc magnetization hysteresis loops. The Jc and Birr properties were found to improve rapidly as the doping state changes from under doping to slightly-over doping. Here we show that property of the spacing is crucial to enhance Birr as well as its thickness. An anisotropy factor for under doped Ba2CaCu2O4F2 was reckoned to 118 from a three-dimensional-two-dimensional crossover field of about 0.28 T. The double logarithmic plot of irreversibility field versus [1(T/Tc)] analysis hints that the flux line melting model is adopted. Analysis of the normalized pinning force reveals that a surface pinning mechanism is dominant and reduced magnetic field bmax=0.2 agree with surface pinning mechanism with closely spaced pins.

1.
P. M.
Shirage
,
D. D.
Shivagan
,
Y.
Tanaka
,
Y.
Kodama
,
H.
Kito
, and
A.
Iyo
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
222501
(
2008
).
2.
A.
Iyo
,
M.
Hirai
,
K.
Tokiwa
,
T.
Watanabe
, and
Y.
Tanaka
,
Supercond. Sci. Technol.
17
,
143
(
2004
).
3.
A.
Iyo
,
Y.
Tanaka
,
M.
Tokumoto
, and
H.
Ihara
,
Physica C
366
,
43
(
2001
).
4.
Y.
Zenitani
,
M.
Furuya
,
J.
Akimitsu
,
N.
Kubota
,
M.
Ayabe
, and
Y.
Matsui
,
Meeting abstracts of the Physical Society of Japan
,
52
,
618
(
1997
). (In Japanese)
5.
R. J.
Cava
,
B.
Batlogg
,
R. B.
van Dover
,
J. J.
Krajewski
,
J. V.
Waszczak
,
R. M.
Fleming
,
W. F.
Peck
, Jr.
,
L. W.
Rupp
, Jr.
,
P.
Marsh
,
A. C. W. P.
James
, and
L. F.
Schneemeyer
,
Nature (London)
345
,
602
(
1990
).
6.
B. A.
Hunter
,
J. D.
Jorgensen
,
J. L.
Wagner
,
P. G.
Radaelli
,
D. G.
Hinks
,
H.
Shaked
,
R. L.
Hitterman
, and
R. B.
Von Dreele
,
Physica C
221
,
1
(
1994
).
7.
U.
Welp
,
G. W.
Crabtree
,
J. L.
Wagner
,
D. G.
Hinks
,
P. G.
Radaelli
,
J. D.
Jorgensen
,
J. F.
Mitchell
, and
B.
Dabrowski
,
Appl. Phys. Lett.
63
,
693
(
1993
).
8.
D. D.
Matheis
and
R. L.
Snyder
,
Powder Diffr.
5
,
8
(
1990
).
9.
Z.
Wenjie
,
C.
Fengxiang
,
L.
Neng
,
L.
Hongyu
,
L.
Bingxiong
, and
T.
Youqi
,
Advances in Superconductivity
(
Springer
,
New York
,
1988
), p.
211
.
10.
D. E.
Cox
,
C. C.
Torardi
,
M. A.
Subramanian
,
J.
Gopalakrishnan
, and
A. W.
Sleight
,
Phys. Rev. B
38
,
6624
(
1988
).
11.
S. S. P.
Parkin
,
V. Y.
Lee
,
A. I.
Nazzal
,
R.
Savoy
,
R.
Beyers
, and
S. J.
La Placa
,
Phys. Rev. Lett.
60
,
2539
(
1988
).
12.
H.
Ihara
,
R.
Sugise
,
K.
Hayashi
,
N.
Terada
,
M.
Jo
,
M.
Hirabayashi
,
A.
Negishi
,
N.
Atoda
,
H.
Oyanagi
,
T.
Shimomura
, and
S.
Ohashi
,
Phys. Rev. B
38
,
11952
(
1988
).
13.
T.
Sasagawa
,
K.
Kishio
,
Y.
Togawa
,
J.
Shimoyama
, and
K.
Kitazawa
,
Phys. Rev. Lett.
80
,
4297
(
1998
).
14.
J.
Akimoto
,
K.
Tokiwa
,
A.
Iyo
,
H.
Ihara
,
H.
Hayakawa
,
Y.
Gotoh
, and
Y.
Oosawa
,
Physica C
279
,
181
(
1997
).
15.
Y.
Shimakawa
,
J. D.
Jorgensen
,
D. G.
Hinks
,
H.
Shaked
,
R. L.
Hitterman
,
F.
Izumi
,
T.
Kawashima
,
E.
Takayama-Muromachi
, and
T.
Kamiyama
,
Phys. Rev. B
50
,
16008
(
1994
).
16.
J.
Shimoyama
,
K.
Kitazawa
,
K.
Shimizu
,
S.
Ueda
,
S.
Horii
,
N.
Chikumoto
, and
K.
Kishio
,
J. Low Temp. Phys.
131
,
1043
(
2003
).
17.
18.
D. H.
Kim
,
K. E.
Gray
,
R. T.
Kampwirth
,
J. C.
Smith
,
D. S.
Richeson
,
T. J.
Marks
,
J. H.
Kang
,
J.
Talvacchio
, and
M.
Eddy
,
Physica C
177
,
431
(
1991
).
19.
H.
Kumakura
,
K.
Togano
,
H.
Maeda
,
J.
Kase
, and
T.
Morimoto
,
Appl. Phys. Lett.
58
,
2830
(
1991
).
20.
T.
Nakane
,
M.
Karppinen
, and
H.
Yamauchi
,
Physica C
357–360
,
226
(
2001
).
21.
G.
Blatter
,
M. V.
Feigel’man
,
V. B.
Geshkenbein
,
A. I.
Larkin
, and
V. M.
Vinokur
,
Rev. Mod. Phys.
66
,
1125
(
1994
).
22.
D.
Majer
,
E.
Zeldov
, and
M.
Konczykowski
,
Phys. Rev. Lett.
75
,
1166
(
1995
).
23.
P. M.
Shirage
,
K.
Miyazawa
,
M.
Ishikado
,
K.
Kihou
,
C. H.
Lee
,
N.
Takeshita
,
H.
Matsuhata
,
R.
Kumai
,
Y.
Tomioka
,
T.
Ito
,
H.
Kito
,
H.
Eisaki
,
S.
Shamoto
, and
A.
Iyo
,
Physica C
469
,
355
(
2009
).
24.
P. M.
Shirage
,
K.
Kihou
,
K.
Miyazawa
,
C. -H.
Lee
,
H.
Kito
,
H.
Eisaki
,
T.
Yanagisawa
,
Y.
Tanaka
, and
A.
Iyo
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
257003
(
2009
).
25.
P. M.
Shirage
,
K.
Miyazawa
,
H.
Kito
,
H.
Eisaki
, and
A.
Iyo
,
Phys. Rev. B
78
,
172503
(
2008
).
26.
P. M.
Shirage
,
K.
Miyazawa
,
H.
Kito
,
H.
Eisaki
, and
A.
Iyo
,
Appl. Phys. Express
1
,
081702
(
2008
).
27.
P. M.
Shirage
,
A.
Iyo
,
D. D.
Shivagan
,
Y.
Tanaka
,
H.
Kito
, and
Y.
Kodama
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
075014
(
2008
).
28.
P. M.
Shirage
,
A.
Iyo
,
D. D.
Shivagan
,
A.
Crisan
,
Y.
Tanaka
,
Y.
Kodama
, and
H.
Kito
,
Physica C
468
,
1287
(
2008
).
29.
I. D.
Brown
and
D.
Altermatt
,
Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci.
41
,
244
(
1985
);
I. D.
Brown
,
J. Solid State Chem.
82
,
122
(
1989
).
30.
C. B.
Eom
,
A. F.
Marshall
,
Y.
Suzuki
,
B.
Boyer
,
R. F. W.
Pease
, and
T. H.
Geballe
,
Nature (London)
353
,
544
(
1991
).
31.
M.
Hirai
,
A.
Iyo
,
Y.
Kodama
,
A.
Sundaresan
,
J.
Arai
, and
Y.
Tanaka
,
Supercond. Sci. Technol.
17
,
423
(
2004
).
32.
D. K.
Christen
and
J. R.
Thompson
,
Nature (London)
364
,
98
(
1993
).
33.
C. -Q.
Jin
,
R.
Puzniak
,
Z. -X.
Zhao
,
X. -J.
Wu
,
T.
Tatsuski
,
T.
Tamura
,
S.
Adachi
,
K.
Tanabe
,
H.
Yamauchi
, and
S.
Tanaka
,
Phys. Rev. B
61
,
778
(
2000
).
34.
Y.
Yeshurun
and
A. P.
Malozemoff
,
Phys. Rev. Lett.
60
,
2202
(
1988
).
35.
36.
Y.
Xu
and
M.
Suenaga
,
Phys. Rev. B
43
,
5516
(
1991
).
37.
A.
Houghton
,
R. A.
Pelcovits
, and
A.
Sudbø
,
Phys. Rev. B
40
,
6763
(
1989
).
38.
T.
Matsushita
,
A.
Matsuda
, and
K.
Yanagi
,
Physica C
213
,
477
(
2002
).
39.
F.
Simon
,
A.
Janossy
,
T.
Feher
,
F.
Muranyi
,
S.
Garaj
,
L.
Forro
,
C.
Petrovic
,
S. L.
Bud’ko
,
G.
Lapertot
,
V. G.
Kogan
, and
P. C.
Canfield
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
047002
(
2001
).
40.
A.
Crisan
,
A.
Iyo
, and
Y.
Tanaka
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
506
(
2003
).
41.
G.
Triscone
and
A.
Junod
, in
Bismuth-Based High Temperature Superconductors
, edited by
H.
Maeda
and
K.
Togano
(
Dekker
,
New York
,
1996
), p.
38
.
42.
W. A.
Fietz
and
W. W.
Webb
,
Phys. Rev.
178
,
657
(
1969
).
43.
H.
Ullmair
,
Irreversible Properties of Type II Superconductors
(
Springer-Verlag
,
Berlin
,
1975
), Chap. 3.
44.
E. J.
Kramer
,
J. Appl. Phys.
44
,
1360
(
1973
).
45.
D.
Dew-Hughes
,
Philos. Mag.
30
,
293
(
1974
).
46.
L.
Civale
,
M. W.
McElfresh
,
A. D.
Marwick
,
F.
Holtzberg
,
C.
Feild
,
J. R.
Thompson
, and
D. K.
Christen
,
Phys. Rev. B
43
,
13732
(
1991
);
L.
Klein
,
E. R.
Yacoby
,
Y.
Yeshurun
,
A.
Erb
,
G.
Müller-Vogt
,
V.
Breit
, and
H.
Wühl
,
Phys. Rev. B
49
,
4403
(
1994
);
J. S.
Satchell
,
R. G.
Humphreys
,
N. G.
Chow
,
J. A.
Edwards
, and
M. J.
Kane
,
Nature (London)
334
,
331
(
1988
);
T.
Nishizaki
,
T.
Aomine
,
I.
Fujii
,
K.
Yamamoto
,
S.
Yoshii
,
T.
Terashima
, and
Y.
Bando
,
Physica C
181
,
223
(
1991
).
47.
K.
Kishio
,
Y.
Nakayama
,
N.
Motohira
,
T.
Noda
,
T.
Kobayashi
,
K.
Kitazawa
,
K.
Yamafuji
,
I.
Tanaka
, and
H.
Kojima
,
Supercond. Sci. Technol.
5
,
S69
(
1992
).
48.
R.
Koblischka
,
Physica C
282–287
,
2197
(
1997
).
49.
K.
Yamasaki
,
K.
Endo
,
S.
Kosaka
,
M.
Umeda
,
S.
Yoshida
, and
K.
Kajimura
,
Phys. Rev. Lett.
70
,
3331
(
1993
).
50.
P.
Fabbricatore
,
C.
Priano
,
A.
Sciutti
,
G.
Gemme
,
R.
Musenich
,
R.
Parodi
,
F.
Gömöry
, and
J. R.
Thompson
,
Phys. Rev. B
54
,
12543
(
1996
).
51.
M. R.
Koblischka
,
A. J. J.
van Dalen
,
T.
Higuchi
,
K.
Sawada
,
H.
Kojo
,
S. I.
Yoo
, and
M.
Murakami
,
Third EUCAS Conference
,
IOP Conf. Proc.
No. 158 (
Institute of Physics and Physical Society
,
London
,
1997
), p.
1145
.
52.
J. N.
Li
,
F. R.
de Boer
,
L. W.
Roeland
,
M. J. V.
Menken
,
K.
Kadowaki
,
A. A.
Menovsky
,
J. J. M.
Franse
, and
P. H.
Kes
,
Physica C
169
,
81
(
1990
).
You do not currently have access to this content.