Смена механизмов резистивности ВТСП плёнок при переходе в сверхпроводящее состояние

• Автор: Прокофьев, Дмитрий Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 129 с. : ил

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Зависимость сопротивления от температуры в ВТСП материалах при различных уровнях легирования.

1.2. Псевдощель в ВТСП при легировании, меньшем оптимального.

1.3. Современные представления о природе псевдощели.

1.4. Флуктуационный вклад в проводимость при

температурах, немного превышающих критическую.

1.5. Анизотропия и квазидвумерность ВТСП

1.6. Топологический фазовый переход Березинского-
Костерлица - Таулеса.
1.7. Соотношение между двумерными и трёхмерными
свойствами ВТСП.
Глава 2. Описание измерительной установки и методики получения плёночных образцов.
2.1. Блок-схема измерительной установки.
2.2. Измерение напряжения и тока образца с высокой
точностью и чувствительностью.
2.3. Источник стабильного тока.
2.4. Источник развёртки тока.
2.5. Стабилизатор температуры.
2.6. Источник развёртки температуры.
2.7. Синтез однофазных объёмных материалов В^БггСагСизОю в качестве мишеней для распыления и
получение плёнок В1- 2223.

Глава 3. Величина, температурная зависимость и некоторые свойства псевдощели, определённые путём подробного анализа зависимости сопротивления от температуры.
3.1. Зависимость нормального сопротивления от температуры в интервале 200 -г 300 К.
3.2. Описание зависимости сопротивления от температуры в терминах добавочной проводимости. Экспоненциальная зависимость добавочной проводимости от температуры.
3.3. Обоснование применения представления о псевдощели для описания дополнительной проводимости.
3.4. Определение величины псевдощели в плёночных образцах УВагСизО?^ на подложке УАЮз и Е^ЗггСагСизОю на подложке М§0.
3 .5. Определение величины и температурной зависимости псевдощели в монокристаллах УВСО с различным уровнем легирования с помощью анализа литературных данных.
3.6. Определение температурного интервала, в котором зависимость псевдощели от температуры описывается корневой зависимостью.
3.7. Сравнение зависимости псевдощели от температуры при различных уровнях легирования с теорией.
3.8. Обсуждение результатов.
3.9. Выводы.

Глава 4. Флуктуационная проводимость плёнок вблизи сверхпроводящего перехода.
4.1. Переход дополнительной проводимости из режима псевдощели в режим флуктуационной проводимости.
4.2. Описание высокотемпературной части резистивного перехода с помощью теории флуктуационной проводимости Асламазова-Ларкина для трёхмерной системы.
4.3. Выводы.
Глава 5. Исследование резистивных свойств эпитаксиальных плёнок YBCO вблизи перехода в сверхпроводящее состояние.
5.1. Вольтамперные характеристики при температурах ниже TC(R = 0) и их сравнение с теорией Йенсена-Минхагена.
5.2. Наблюдение степенных вольтамперных характеристик при относительно больших напряжениях на образце.
5.3. Применение теории Березинского-Костерлица-Таулеса для описания отношения R(T)/Rn(T) несколько выше температуры TC(R = 0).
5.4. Температурная зависимость тока перехода к нелинейному режиму (при Т > TC(R = 0)).
5.5. Зависимость сопротивления от магнитного поля при Т немного выше TC(R = 0).
5.7. Обсуждение результатов
5.8. Выводы.
Заключение.

Литература

где тс = 2квТсот/л(а /ß) h 2d0, а и ß - коэффициенты в разложении свободной энергии Гинзбурга-Ландау. Там же отмечено, что величина тс совпадает с числом Гинзбурга для двумерной системы, определяющим интервал температур вблизи Тс, в котором существуют критические флуктуации, т. е. флуктуации параметра порядка, величина которых сравнима с величиной самого параметра порядка. Таким образом, область температур Т = ТБкт + Тсо является областью критических флуктуаций. Переход БКТ наблюдался в плёнках, как правило, аморфных, имеющих толщину 10 ч- 50 пт с сопротивлением R/D = p/do ~ 1 + 3 kOhm, составляющим заметную долю величины h/е2 = 4.114 kOhm [49]. В этих работах наблюдались все три признака перехода БКТ, хотя скачок показателей степени тип мог быть несколько размыт по температуре; предполагается, что причина этого явления - конечность размеров образца.
1.7. Соотношение между двумерными и трёхмерными свойствами ВТСП.
В слоистых сверхпроводниках наличие даже небольшой связи между слоями существенно изменяет ситуацию по сравнению с двумерной тонкой плёнкой. В этом случае потенциал взаимодействия пары вихрей как функция расстояния между ними сохраняет логарифмическую форму только до R ~ d/e, где d - период структуры, при расстояниях R > 7Jt он растёт линейно по R, а не падает как 1/R в задаче Pearl [48]. Развитие перехода по механизму БКТ при понижении температуры прекращается приблизительно тогда, когда 4бкт становится ~ dJe, далее реализуется обычный трёхмерный переход в сверхпроводящее состояние с ненулевым истинным параметром порядка. Тем не менее, ниже Тс сохраняются сильные двумерные флуктуации до температуры T2D, величину которой можно оценить с помощью формулы T2D = Тсо - 0.5(Тсо - Тбкт)1п(с1/(е£(Тбкт)).