Сверхпроводимость

Внешние и внутренние поля размагничивания как одна из основных фундаментальных причин низкой плотности критического тока двойниковых высокотемпературных сверхпроводников YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$

Х. Р. Ростами

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия

Аннотация: С помощью осцилляционной дифференциальной методики локального приближения исследовано влияние внутренних локальных и внешних полей размагничивания на величину плотности критического тока $J_{\mathrm{c}}$ междвойниковых джозефсоновских слабых связей высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) образцов YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$. В режимах охлаждения в нулевом поле и охлаждения в нулевом поле с накоплением магнитного потока для образцов с разными $J_{\mathrm{c}}$ и размерами двойников $d$ измерены поля размагничивания образцов $H_{\mathrm{D}}$. Определены значения: $d$; термодинамических первых критических магнитных полей двойников $H_{\mathrm{ic1}}$; полей размагничивания двойников $H_{\mathrm{Dtr}}$; плотности внутридвойниковых эффективных критических токов $J_{\mathrm{ceff}}$; критических токов пиннинга $J_{\mathrm{cp}}$ и экранирующих мейснеровских критических токов $J_{\mathrm{cg}}$. Показано, что при полях $H_{\mathrm{ic1}}$ двойники больших размеров скачкообразно “распадаются” на группу двойников меньших размеров с близкими размагничивающими факторами. Обнаружено, что увеличение $J_{\mathrm{cg}}$, $J_{\mathrm{ceff}}$ и уменьшение $d$, с одной стороны, приводят к снижению $J_{\mathrm{c}}$ из-за увеличения $H_{\mathrm{D}}$ и $H_{\mathrm{Dtr}}$, созданных $J_{\mathrm{ceff}}$ и $J_{\mathrm{cg}}$ , а с другой стороны – к усилению $J_{\mathrm{ceff}}$ и $J_{\mathrm{cg}}$ за счет уменьшения $d$. Для образцов с высокими $J_{\mathrm{c}}$ и $d$, а также с низкими значениями $J_{\mathrm{c}}$ и $d$ при поле $\sim$ 8 $\cdot$ 10$^{-2}$ T, $H_{\mathrm{D}}$ и $H_{\mathrm{Dtr}}$ подавляют $J_{\mathrm{c}}$ на $\sim$ 70 и $\sim$ 60% соответственно. Из полученных результатов вытекает, что при увеличении $J_{\mathrm{cg}}$, как и в случае известных из литературы данных, происходит уменьшение $J_{\mathrm{c}}$, при этом уменьшение $d$ приводит не к росту, а, наоборот, к уменьшению $J_{\mathrm{c}}$. Так как наличие слабых связей и низкий $J_{\mathrm{c}}$ являются фундаментальными свойствами ВТСП-материалов, то необходимо скорректировать результаты литературных работ с учетом важных фактов существенного влияния $H_{\mathrm{D}}$ и $H_{\mathrm{Dtr}}$ на $J_{\mathrm{c}}$.

Ключевые слова: двойники, монодомены, кристаллиты-зерна, суб- и нанокристаллиты, поля размагничивания, размагничивающий фактор, захват магнитного потока, критические токи.

Поступила в редакцию: 27.06.2023
Исправленный вариант: 27.06.2023
Принята в печать: 10.07.2023

DOI: 10.21883/FTT.2023.09.56244.126

Реферативные базы данных:

•