Влияние макроструктуры высокотемпературного сверхпроводника Y-Ba-Cu-O на проникновение вихрей Абрикосова

• Автор: Авдеев, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СВЕРХПРОВОДНИКИ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (ОБЗОР)

1.1 Классические сверхпроводники

1.1.1 Энергетический барьер входу вихрей в сверхпроводник

1.1.2 Магнитомеханический и магнитоупругий эффекты

1.1.3 Модельные представления о магнитомеханическом и магнитоупругом эффектах

1.2 Высокотемпературные сверхпроводники

1.2.1 Проникновение вихрей Джозефсона

1.2.2 Модельные представления о поведении металлооксидных сверхпроводников в малых магнитных полях
1.2.3 Гипервихри
1.2.4 Проникновение вихрей Абрикосова и поверхностный барьер
1.3 Выводы и постановка задач на исследование
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. ОБРАЗЦЫ
2.1 Обоснование выбора методики
2.2 Установка для исследований сверхпроводников в магнитных полях
2.3 Приготовление и аттестация образцов
2.3.1 Текстурированные металлооксиды
2.3.2 Керамические металлооксиды
2.3.3 Аттестация

ГЛАВА 3 ПРОНИКНОВЕНИЕ ВИХРЕЙ АБРИКОСОВА В ТЕКСТУРИРОВАННЫЕ ИТТРИЕВЫЕ МЕТАЛЛООКСИДЫ

ЗЛ Влияние фазового состава на процесс проникновения магнитного
поля
ЗЛЛ Результаты экспериментальных исследований
3 Л .2 Обсуждение результатов
3.2 Энергетический барьер входу вихрей
3.3 Фактор формы в текстурированных ВТСП и определение первого 76 критического поля
3.4 Основные результаты и выводы 86 ГЛАВА 4 ПРОНИКНОВЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В
КЕРАМИЧЕСКИЕ ИТТРИЕВЫЕ МЕТАЛЛООКСИДЫ РАЗЛИЧНОЙ
ПЛОТНОСТИ
4.1 Результаты экспериментальных исследований
4.2 Обсуждение результатов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Обнаруженное у перовскитоподобных металлооксидных соединений явление сверхпроводимости на уровне азотных температур (1986г.) стало одним из значительных событий физики твердого тела конца XX века. Оно позволило говорить о перспективах практического использования высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). К этому времени существовал ряд низкотемпературных приборов и устройств, например, сверхвысокочувствительные навигационные и гравиметрические, которые изготовлены или включают конструктивные элементы из классических сверхпроводников. В основе работы этих устройств лежат уникальные свойства сверхпроводников — идеальный диамагнетизм, отсутствие сопротивления постоянному току и квантовые эффекты Джозефсона в слабосвязанных системах. Использование этих же свойств в металлооксидах открывает перспективы создания приборов на уровне температур порядка 100 К. Однако в отсутствии понимания природы высокотемпературной сверхпроводимости эта задача осложнена. В этой связи большую роль играют экспериментальные исследования физических процессов, протекающих в ВТСП в сложных внешних условиях. Одними из основных физических исследований являются изучение проникновения магнитного потока в объем сверхпроводника, зарождения и движения вихрей Абрикосова и Джозефсона. Исследование же процессов проникновения осложнено наличием в высокотемпературных сверхпроводниках энергетического барьера, параметра формы, гранулярной структуры и многофазности. Существенное влияние на свойства металлооксидов оказывают технологические параметры их получения. Установление связи между макроструктурой, технологическими параметрами и магнитными свойствами является задачей, которая в настоящее время полностью не решена. В этой связи изучение влияния технологических параметров, а значит макроструктуры, на магнитные свойства сверхпроводников остается для них актуальной задачей.

Особенности магнитного гистерезиса в ВТСП связаны с их гранулярной структурой [67]. В частности, важную роль играют контакты между гранулами. Их свойства в значительной мере определяют макроскопические электромагнитные свойства керамик. В [81] было установлено, что контактная область
чающуюся от материала гранул химическим или фазовым составом. Сам контакт представляет собой слабую связь и является межгранульным джозефсо-новским переходом. Отмечена также возможность существования внутригра-нульных джозефсоновских переходов (на плоскостях двойникования или между сверхпроводящими плоскостями СиО).
Важным параметром такой слабосвязанной системы является отношение энергии джозефсоновской связи J и энергии конденсации в грануле Ев. Известно [82], что
Межгранульные контакты в керамиках обычно определяют плотность у(,у макроскопического критического тока. Оценка, проведенная в работе [83], показала, что энергия джозефсоновской связи очень мала по сравнению с Е%. Это означает, что эффекты гранулярности играют важную роль и ярко выражены; так, токонесущая способность и магнитные свойства металлооксидов определяются слабыми связями.
представляет собой достаточно тонкую (порядка 101—102 А) прослойку, отли-
(1.14)
(1.15)
где 1С — критический ток контакта;
~ а3 — объем сверхпроводящей гранулы; //*, — поле перегрева для гранулы.