Исследование свойств нелинейной магнитной восприимчивости высокотемпературных сверхпроводников и их применение для измерения магнитных полей

• Автор: Черных, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 162 с. : ил

Содержание

Введение
1. Электромагнитные свойства оксидных сверхпроводников
1.1. Джозефсоновская среда.
1.1.1. Модель эффективной среды
1.1.2. Спиновое стекло
1.1.3. Перколяционная модель
1.1.4. Модель Джеффриса
1.2. Вихри в сверхпроводниках
1.2.1. Смешанное состояние
1.2.2. Абрикосовские вихри
1.2.3. Слабая сверхпроводимость
1.2.4. Джозефсоновские вихри
1.2.5. Гипервихри
1.3. Нелинейная восприимчивость
1.4. Скин-эффект в сверхпроводниках
2. Методы измерения магнитного поля
2.1. Классификация магнитометров
2.2. Магнитомеханические приборы
2.3. Квантовые приборы
2.4. Гальваномагнитные приборы
2.5. Индукционные приборы
2.6. Феррозондовые приборы
2.7. Сверхпроводящие квантовые интерферометры
3. Анализ сверхпроводникового магнитометра на основе
генерации второй гармоники
3.1. Датчик магнитометра
3.2. Структура и особенности конструкции магнитометра
3.3. Отрицательная обратная связь по магнитному полю

4. Исследование характеристик керамических сверхпроводников
и измерительных приборов на их основе
4.1. Методика изготовления образцов
4.2. Исследование частотных свойств высокотемпературной сверхпроводящей керамики
4.3. Исследование магнитного потока в высокотемпературных сверхпроводниках
4.4. Исследование нелинейной восприимчивости
высокотемпературных сверхпроводников
4.5. Магнитометр с обратной связью по магнитному полю на основе генерации второй гармоники в сверхпроводнике
на частоте 10 кГц
4.6. Магнитометр с обратной связью по магнитному полю на основе генерации второй гармоники в сверхпроводнике
на частоте 100 кГц
5. Моделирование магнитных свойств гранулированных сверхпроводников
5.1. Аналитические оценки магнитных параметров
высокотемпературных сверхпроводников
5.2. Численное моделирование процессов проникновения
магнитного поля в распределенный джозефсоновский переход
5.2.1. Построение численной модели распределенного джозефсоновского перехода
5.2.2. Поток магнитного поля в распределенном
джозефсоновском переходе
5.2.3. Отклик распределенного джозефсоновского перехода
на внешнее гармоническое воздействие
Заключение
Литература
Используемые сокращения
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;
ВАХ - вольтамперная характеристика;
ВТСП — высокотемпературный сверхпроводник;
ВЧ - высокие частоты;
ИС - интегральная схема;
СВЧ - сверхвысокие частоты;
СКВИД - сверхпроводящий квантовый интерферометр; УВЧ - усилитель высокой частоты;
УПТ - усилитель постоянного тока;
ФНЧ - фильтр низкой частоты;
ФЧХ - фазо-частотная характеристика;
э. д. с. - электродвижущая сила.
посвящена изучению эффектов СВЧ-поглощения в керамических сверхпроводящих образцах на частоте 9.4 ГГц. В этой работе случай слабых полей рассматривается на основе модели Джеффриса, а случай сильных полей - на основе модели Бина. С использованием предлагаемой модели делается вывод, что магнитный отклик ВТСП неодинаков для положительной и для отрицательной полуволн внешнего переменного магнитного поля, что позволяет хорошо описать гистерезис в зависимости магнитной восприимчивости ВТСП-образцов от внешнего магнитного поля, неоднократно наблюдаемый экспериментально. Наблюдаемая в [53] немонотонная зависимость СВЧ потерь в массивных ВТСП-образцах на частоте 9 ГГц также согласуется с моделью Джеффриса. В работе [96] отмечается наличие внутренней джозефсоновской структуры не только в керамических, но и в монокристаллических образцах высокотемпературной сверхпроводящей керамики.
В работе [97] рассматривается влияние медленно меняющегося магнитного поля на СВЧ-поглощение в ВТСП. Сложный характер зависимости этого поглощения от внешнего магнитного поля объясняется наличием как мейсснеровского состояния, так и сложной динамикой вихревых структур [98].
Перерастание пиннинга одиночного вихря в пиннинг группы вихрей, отмеченный в [99], может объяснить пороговый характер многих магнитных эффектов в монокристаллах ВТСП.
ВАХ сосредоточенного и распределенного джозефсоновского переходов и ее зависимость от внешнего магнитного поля привлекается многими авторами для объяснения СВЧ эффектов в высокотемпературных сверхпроводниках. Другой часто применяемой моделью является модель движения вихревых структур под воздействием силы Лоренца со стороны транспортного электрического тока. [73]. Так, в работе [33] такая модель