Микроструктура и электротранспортные свойства перовскитных оксидов переходных металлов

• Автор: Орлова, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 323 с. : ил.

Содержание

Введение

Глава 1. Влияние структурных особенностей ВТСП керамик на их

критический ток и вольт-амперные характеристики (обзор).

1.1. Морфологические и структурные особенности ВТСП керамики.

1.2. Свойства отдельных межгранульных контактов (границ зерен).

1.3. Критический ток ВТСП керамики.

1.4. Температурная зависимость критического тока керамики.

1.5. Магнитополевая зависимость критического тока.

1.6. Вольтамперные характеристики ВТСП керамик.
1.7. Влияние легирования и внешних факторов на критический ток 36 ВТСП керамик.
1.7.1. Влияние давления на критический ток ВТСП керамик.
1.7.2. Легирование ВТСП керамик.
1.8 Постановка задач исследования ВТСП керамик.
Глава 2. Экспериментальные методы приготовления и исследования
материалов.
2.1. Основные исследованные материалы и методики их приготовления.
2.2. Методики изучения микроструктуры.
2.3. Экспериментальные методы исследования физических и 57 механических свойств.
2.3.1. Измерение электрического сопротивления, вольт-амперных 57 характеристик и намагниченности.
2.3.2. Калориметрические измерения.
2.3.3. Методы изучения механических и физико-механических свойств 61 ВТСП материалов.
Глава 3. Механические свойства и влияние механической нагрузки на
критический ток и вольт-амперные характеристики высокотемпературных сверхпроводников.
3.1. Механические свойства ВТСП.
3.1.1. Микротвердость.
3.1.2. Низкотемпературная неупругая деформация.
3.2. Влияние механической нагрузки на критический ток и

вольт-амперные характеристики ВТСП.
3.2.1.Влияние одноосного сжатия на критический ток и ВАХ.
3.2.2. Влияние знака деформации.
3.2.3. Зависимость эффекта нагрузки от структурных особенностей 85 ВТСП керамик.
3.2.4. Эффект нагрузки в присутствии магнитного поля.
3.3. Эффект нагрузки в ВТСП пленках.
Основные выводы к главе 3.
Глава 4. Влияние легирования на микроструктуру ВТСП керамик
и результирующие транспортные свойства.
4.1. Легирование серебром.
4.2. Легирование кальцием.
4.3. Легирование хлором и калием.
4.4. Легирование платиной.
4.5. Легирование цирконием.
Основные выводы к главе 4.
Глава 5. Эффект электростатического поля на критический ток и ВАХ в
объемных ВТСП.
5.1. Эффект электростатического поля в сверхпроводниках (обзор литературы). 174 Постановка задачи.
5.2. Эффект электрического поля в объемных ВТСП.
5.2.1. Эффект электрического поля в гранулированных ВТСП керамиках.
5.2.2. Влияние внешнего магнитного поля на Г- эффект.
5.2.3. Влияние микроструктуры керамики на Г-эффект.
5.2.4. Корреляция эффекта поля с типом слабых связей.
5.2.5. Монодоменные композиты УВазСизОх/У2ВаСи05.
5.2.6. Г-эффект в текстурированной из расплава висмутовой керамике.
5.2.7. Проверка влияния условий эксперимента на Г-эффект.
5.2.8. О природе эффекта поля в ВТСП керамиках (объемных образцах).
Основные выводы к главе 5.
Глава 6. Влияние легирования на места марганца на формирование зарядово- и 228 орбитально-упорядоченных сверхструктур и результирующие

магнитные и электрические свойства ЬащСаг/зМпОз манганитов.
6.1. Влияние легирования на места марганца на формирование зарядово- и орбитально- упорядоченных сверхструктур и результирующие магнитные и электрические свойства для La-Ca-Mn-О системы (обзор).
Постановка задачи исследования манганитов.
6.2. Влияние легирования на места марганца на формирование зарядово- и орбитально-упорядоченных сверхструктур и результирующие магнитные и электрические свойства Lai/зСаг/зМпОз манганитов.
6.2.1. Композиционная и структурная характеризация исследуемых
манганитов.
6.2.2. Влияние легирования на Тсо, намагниченность и электросопротивление.
6.2.3. Влияние легирования на формирование зарядово- и орбитально-упорядоченных сверхструктур.
6.2.4. Критическая роль электронного орбиталь-орбитального взаимодействия в формировании сверхструктуры в легированных ЬаідСаг/зМпі.уМуОз.
6.2.5. Калориметрические исследования.
Основные выводы к главе

Основные результаты и выводы Список литературы

1.6. Вольтамперные характеристики ВТСП керамик.
Вольт-амперные характеристики (ВАХ) сверхпроводящих материалов содержат много больше полезной информации о сверхпроводнике, чем просто измерение его критического тока. Наиболее прямую информацию об эффекте Джозефсона в ВТСП удается получить при изучении искусственных джозефсоновских структур различных типов. К ним относятся, в первую очередь, такие хорошо известные структуры, как точечные контакты, туннельные переходы, БИв-сэндвичи и мостики переменной толщины [122]. Однако, несмотря на многочисленные усилия, направленные на описание зависимостей критического тока от температуры и приложенного магнитного поля, существует не так много работ, описывающих эффекты слабых связей на ВАХ гранулированных ВТСП материалов. Эксперименты показывают, что ВАХ ВТСП керамик имеют сильно нелинейные участки в области токов, близких к критическим (см., например, обзоры [30,121]). Нелинейность ВАХ в этой области объясняется множеством причин, среди которых широкое распределение величин туннельных токов по контактам и эффективных центров пиннинга. ВАХ одиночных контактов тоже могут быть нелинейными [65].
В [88] было показано, что даже система элементов с линейными ВАХ, образующих двумерную квадратную сетку, при введении разброса по пороговому напряжению (или току) среди ее элементов, показывает степенной характер вольт-амперной характеристики вида
у~(1-1су, г*2. (1.6.1)
Это объясняется тем, что по мере возрастания тока все большее количество контактов приобретает сопротивление и вносит свой вклад в суммарное напряжение системы. Расчет ВАХ ВТСП керамики при токах, превышающих /с, осложняется тем обстоятельством, что вольтамперные характеристики одиночных межзеренных контактов уже сами по себе являются нелинейными. Так, согласно [122], для контакта ЗИБ-типа с сопротивлением Гн в нормальном состоянии имеем

иО, /„) = % (/2 - )2 , I > г'с,
о(/,гс) = 0, г < ;'с , (1.6.2)
где г - ток, протекающий через контакт. Поскольку для нелинейных систем не справедлив принцип суперпозиции, расчет проводимости такой системы нельзя проводить, используя развитые методы теории перколяции и джозефсоновской среды. Тогда для расчета ВАХ используют некоторые модели и упрощения. Например, в [123] керамику рассматривают