Электромеханические эффекты в высокотемпературных сверхпроводниках

• Автор: Марков, Лев Константинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВТСП в электрических, магнитных и механических полях (обзор литературы).

1.1 Особенности характеристик 8-14 перехода и структуры ВТСП

1.2 Поведение ВТСП в магнитном поле

1.3 Влияние электрического поля на ВАХ ВТСП керамик

1.4 Влияние объемного сжатия на свойства сверхпроводящих керамик

1.5 Механические свойства ВТСП

1.6 Влияние 3 - N перехода на деформационные характеристики классических ^металлических) сверхпроводников

1.7 Постановка задачи

2 Методика эксперимента.

2.1 Измерение температурной зависимости сопротивления
2.2 Измерение ВАХ в магнитном поле и при одноосном сжатии
2.3 Измерение деформационных характеристик при помощи лазерного интерферометра
2.3.1 Принцип действия ингерферометрической приставки
2.3.2 Метод спектров скоростей малых неупругих деформаций
2.4 Используемые образны и методика их приготовления
3 Исследование влияния структуры и внешних полей различной природы на свойства ВТСП.
3.1 Изменение скорости деформации при 8-ТМ переходе
3.2 Влияние одноосного сжатия на критический ток и ВАХ в магнитном поле разной величины

3.3 Зависимость сверхпроводящих свойств от структурных особенностей
ВТСП керамик
3.4 Особенности механических свойств ВТСП керамики, легированной серебром
3.5 Гистерезис ВАХ керамик с захваченным магнитным потоком
4. Заключение и выводы
5. Литература

1. Поведение высокотемпературных сверхпроводников в электрических, магнитных и механических полях (обзор литературы).
1.1 Особенности характеристик S-N перехода и структуры ВТСП.
Вот уже более 17 лет человечеству известно понятие высокотемпературной сверхпроводимости. В апреле 1986 года сотрудники фирмы IBM J.G.Bednorz и К.А. Muller обнаружили сверхпроводящие свойства оксидной керамики La2-xBaxCu04 при температурах 30-35 К [1]. Несмотря на невысокие по сегодняшним меркам значения критической температуры этого соединения открытие сверхпроводимости в нем представляло прорыв на фронте упорной борьбы за повышение температур перехода.
Одновременно с достижением "заоблачного" значения критической температуры Тс (рекордными параметрами ранее обладали пленки ЫЬзОе с Тс =23,2 К ) открылись перспективы поиска сверхпроводимости среди других представителей класса металлооксидных керамик. И действительно, после того, как было обнаружено повышение Тс керамики La2-xBaxCu04 под давлением до 40 К [2], поиск новых оксидных сверхпроводников привел в течение небольшого промежутка времени к обнаружению высокотемпературной сверхпроводимости в широком ряде соединений. Наиболее известным его представителем стала керамика состава УВазСщСЬ-х, обладающая Тс выше 90 К, т.е. сверхпроводящая при температуре кипения жидкого азота, что представлялось уже революционным событием с практической точки зрения, так как технология получения жидкого азота сравнительно проста и экономически малозатратна. Казалось, что уже завтра высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) превратятся из объекта чисто научного исследования в повседневную реальность человеческого существования. Однако широкому распространению ВТСП материалов препятствуют их низкие эксплуатационные характеристики: нестабильность, низкие механические свойства, чувствительность к внешней среде, делающие невозможным в настоящее время изготовление и надежную эксплуатацию хоть сколько-нибудь сложных изделий.
Как известно, керамика УВатСизОу-х имеет перовскито-подобную кристаллическую структуру ромбической сингонии. Ярко выраженная зависимость критической температуры

металлов оставалось практически не изученным. Актуальным был также вопрос об исследовании зависимости свойств керамики от таких характеристик ее структуры, как размер зерна и пористость. Представляло интерес, воздействуя на процессы синтеза, получить образцы с заранее заданными параметрами и систематически изучить их электрические и механические свойства.
Одним из основных препятствий на пути практического применения ВТСП материалов до сих пор остается недостаточность их механических свойств, что приводит к сложности их обработки и опасности разрушения изделий из них. Как известно, легирование - один из наиболее продуктивных способов создания материалов с улучшенными механическими свойствами. В случае высокотемпературных сверхпроводников в силу особенностей их структуры к хорошим результатам приводит использование серебра в качестве легирующей добавки. Поэтому мы уделили особое внимание изучению механических свойств серии керамик с разным процентным содержанием Ад. Вопрос приобретает особую актуальность в связи с разработкой и эксплуатацией нового класса материалов - ВТСП соединений в серебряной матрице.
Согласно трактовке, описанной в п. 1.2, характерная особенность ВТСП керамик -гистерезис критического тока в изменяющихся магнитных полях - может быть объяснен в терминах захвата магнитного потока в структуре зерен материала. При этом оставались неисследованными начальные участки вольтамперных характеристик образцов с захваченным магнитным потоком. В то же время они могут нести информацию о степени закрепления потока и процессах его перераспределения под действием транспортного тока в образце. И действительно, в [120] мы сообщили об обнаруженном нами гистерезисе ВАХ керамик с захваченным магнитным потоком, изучение которого позволяет получить информацию о характере поведения слабосвязанной части последнего в образце. Детальные исследования обнаруженного гистерезиса и его особенностей стали частью настоящей