Электростимулированная диффузия ионов в ВТСП-материалах на основе иттрия и висмута и природа токонесущего состояния в сверхпроводниках d-типа

• Автор: Троицкий, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил

Содержание

Введение
Г лава I. Обзор литературы
1.1 Общие сведения о ВТСП материалах
1.2 Возможные механизмы высокотемпературной сверхпроводимости
1.3 Проблема стабильности в купратных высокотемпературных сверхпроводниках
1.3.1 Воздействие внешних факторов на свойства ВТСП материалов
1.3.2 Электростимулированная диффузия ионов в ВТСП материалах
в нормальном и сверхпроводящем состоянии
1.4 Свойства ВТСП материалов на сверхвысоких частотах
Глава II. Экспериментальные методы
2.1 Исследованные образцы
2.2 Установка для измерения сверхпроводящих параметров образцов
2.3 Установка для изучения электростимулированной диффузии
ионов на постоянном токе и на СВЧ
2.4 Методы анализа образцов после длительного пропускания тока
2.5 Установка для измерения остаточных потерь и температурной зависимости поверхностного сопротивления на частоте 39 ГГц в диапазоне температур 45-120 К

Глава III. Электростимулированная диффузия ионов в Уи
Вьсодержащих ВТСП материалах
3.1 Локальное изменение состава пленок УВагСшССх при пропускании
тока при 77К
3.2 Модификация ВТСП пленок УВагСизО? под действием СВЧ тока при 77К
3.3 Электростимулированное изменение химического состава ВТСП
пленок (ВцРЬЬЗггСагСизОк при 4.2 К
3.4 Влияние длительного пропускания тока на критический ток в
образцах В! (2223) кабеля
3.5 Обсуждение экспериментальных результатов.
Теоретический анализ
Глава IV. Зависимость поверхностного сопротивления и остаточных потерь в ВТСП пленках и керамике от технологии изготовления и структурного совершенства образцов
4.1 Поверхностное сопротивление УВСО (123) и ВБССО (2223) керамик
на частоте 39 ГГц
4.2 Температуррная зависимость и остаточные потери в керамике УВагСщОз и в тексгурированной плавлением керамике УВагСгцССх... ]
4.3 Анализ экспериментальных данных по измерению температурной зависимости /ф. Сравнение с обычными сверхпроводниками
Заключение
Список литературы

Введение
Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) - слоистые металлооксиды- являются самым сложным классом веществ в физике твердого тела. В то же время эти материалы, благодаря уникальности их свойств, представляют огромный интерес как для фундаментальной физики конденсированного состояния, так и для практического применения. С развитием технологии получения ВТСП появилась надежда реализовать все преимущества сверхпроводников при температуре жидкого азота. Кроме того, выяснение природы высокотемпературной сверхпроводимости позволит целенаправленно синтезировать материалы с еще более высокими значениями критической температуры, вплоть до комнатной, что неизбежно приведет к революции в энергетике.
В течение 14 лет, прошедших после открытия в 1986 г. сверхпроводимости в Ьа БгСиО с критической температурой Гс = 36 К [1], усилиями огромной армии ученых удалось синтезировать около двух тысяч новых сверхпроводящих соединений, При этом максимальная Тс достигла 133 К. Был установлен целый ряд фундаментальных закономерностей, описывающих свойства новых сверхпроводников, выявлены отличия от обычных сверхпроводников и предложены многочисленные теоретические модели.
Если для модельных экспериментов предпочтительно использовать монокристаллы и эпитаксиальные ВТСП пленки, то для многих практических применений необходима, ВТСП керамика. С точки зрения материаловедения ВТПС монокристаллы и керамика имеют

В работе [38] в поликристаллических пленках УВСО (123) на подложке из поликрист а ллического оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (УБ2) в
результате длительного пропускания постоянного тока при комнатной температуре (/= 28 шА, в течение 336 ч), с помощью электронного микроскопа ’’САМЭСАИ 84-8(ШУ” и энергодисперсионного
спектрометра ’’ЕБХ-ЬШК”, обнаружено изменение морфологии поверхности, сопровождающееся локальными изменениями химического и фазового состава, которые ярко выражены у положительного электрода. Авторы на основе симметрийного анализа предполагают, что по кристаллохимическим свойствам система УВСО (123) родственна суперионньш проводникам, поэтому транспорт ионов, сопровождающий протекание постоянного электрического тока, может приводить к образованию новых устойчивых кристаллохимических соединений.
В работе [ 39 ] наблюдали электромиграционное разрушение тонких пленок УВСО (123) при Г = 200°С и Т = 300°С. Сканирующая электронная микроскопия и энергодисперсионный рентгеновский анализ показали, что атомы С1 мигрируют к аноду.
Наиболее подробно влияние электрического тока на пленки УВСО (123) в нормальном состоянии исследовалась в работе [40]. В этой работе через тонкопленочные ’’микромостики” УВСО (123) пропускались сильные электрические токи (] > 1 МА/см ) при Т ~ 300 К. При пропускании через исследуемые образцы токов ниже определенного порогового значения наблюдалось медленное улучшение свойств образцов. Так, например, в результате протекания через образец тока плотностью 3-5 МА/см2 сопротивление в нормальном состоянии Яп уменьшается на 5-10%, а плотность критического тока