Міряння критичних струмів тонких надпровідних плівок YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$ методою магнетної сприйнятливости за допомогою накладних навоїв

О. А. Каленюк$^{1}$, Г. Г. Камінський$^{1}$, О. В. Семенов$^{2}$, В. О. Москалюк$^{1}$, В. С. Фліс$^{1}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна
$^{2}$Інститут фізики НАН України, просп. Науки, 46, 03028 Київ, Україна

Отримано: 03.03.2017. Завантажити: PDF

Нелінійна магнетна сприйнятливість $\chi$ у змінному полі $H_{\textrm{ac}}$ та критичний струм $J_{\textrm{c}}$ тонких плівок високотемпературного надпровідника YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ досліджувалися за допомогою пласких накладних спіралеподібних приймальних навоїв. В рамках моделю критичного стану проведено розрахунки дійсної й уявної частин «узагальненої сприйнятливости» $\tilde{\chi}(a, h)$ для довільного співвідношення $a = r/R$ між радіюсами надпровідної плівки у вигляді тонкого диска ($R$) та приймального навою у вигляді одиночного витка ($r$). В граничному випадку $a \to \infty$ відтворюються відомі результати моделю Клема–Санчеса для нелінійної комплексної магнетної сприйнятливости $\chi$($h$), де $h$($J_{\textrm{c}}$($T$), $H_{\textrm{ac}}$) — зведена безрозмірна амплітуда. Показано, що для стандартної експериментальної ситуації (зразок всередині приймального навою магнетометра) відносна систематична похибка міряння $J_{\textrm{c}}$ є нехтовно малою (менше 2%) при $a > 2$, однак наближається до 25% при $a \to 1$. В той же час, для накладних навоїв із $a < 1$ загальний вид залежностей $\tilde{\chi}$($a$, $h$) змінюється якісно, набуваючи пороговий характер по $h$. Це уможливлює при кожному мірянні залежностей від температури при фіксованій амплітуді поля $H_{\textrm{ac}}$ одержувати не одну точку залежности $J_{\textrm{c}}$($T$) (в максимумі $\chi^{''}$($T$, $H_{\textrm{ac}}$)), а дві (в точках максимуму та порога $\tilde{\chi}$$^{''}$($T$, $H_{\textrm{ac}}$) по $T$), а також спрощує процедуру нормування дійсної й уявної частин узагальненої магнетної сприйнятливости.

Ключові слова: критичний струм, критична температура, магнетна сприйнятливість у змінному полі, модель критичного стану, надпровідник.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v39/i04/0441.html

PACS: 74.20.-z, 74.25.Ha, 74.25.Sv, 74.72.-h, 75.30.Cr, 81.15.Fg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. Wurlitzer, M. Lorenz, K. Zimmer, and P. Esquinazi, Phys. Rev. B, 55: 11816 (1997). Crossref
  2. Th. Herzog, H. A. Radovan, P. Ziemann, and E. H. Brandt, Phys. Rev. B, 56: 2871 (1997). Crossref
  3. E. Mezzetti, R. Gerbaldo, G. Ghigo, L. Gozzelino, B. Minetti, C. Camerlingo, A. Monaco, G. Cuttone, and A. Rovelli, Phys. Rev. B, 60: 7623 (1999). Crossref
  4. Ю. В. Федотов, С. М. Рябченко, А. П. Шахов, Физика низких температур, 26: 638 (2000). Crossref
  5. Э. А. Пашицкий, В. И. Вакарюк, Ю. В. Федотов, С. М. Рябченко, Физика низких температур, 27: 131 (2001). Crossref
  6. Yu. V. Fedotov, S. M. Ryabchenko, E. A. Pashitskii, A. V. Semenov, V. I. Vakaryuk, V. S. Flis, and V. M. Pan, Physica C, 372–376: 1091 (2002). Crossref
  7. Ю. В. Федотов, С. М. Рябченко, Э. А. Пашицкий, А. В. Семенов, В. И. Вакарюк, В. М. Пан, В. С. Флис, Физика низких температур, 28: 245 (2002). Crossref
  8. V. M. Pan, Yu. V. Fedotov, S. M. Ryabchenko, E. A. Pashitskii, A. V. Semenov, V. I. Vakaryuk, V. S. Flis, and Yu. V. Cherpak, Physica C, 388–389: 431 (2003). Crossref
  9. Ю. В. Федотов, Э. А. Пашицкий, С. М. Рябченко, В. А. Комашко, В. М. Пан, В. С. Флис, Ю. В. Черпак, Физика низких температур, 29: 842 (2003). Crossref
  10. Y. V. Cherpak, V. A. Komashko, S. A. Pozigun, A. V. Semenov, C. G. Tretiatchenko, E. A. Pashitskii, and V. M. Pan, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 15: 2783 (2005). Crossref
  11. А. И. Коссе, А. Ю. Прохоров, В. А. Хохлов, Г. Е. Шаталова, Н. Е. Письменова, А. В. Семёнов, М. П. Черноморец, Д. Г. Ковальчук, Г. Г. Левченко, Физика и техника высоких давлений, 15, № 3: 131 (2005).
  12. V. M. Pan, Yu. V. Cherpak, A. V. Semenov, E. A. Pashitskii, V. A. Komashko, S. A. Pozigun, C. G. Tretiatchenko, and A. V. Pan, Phys. Rev. B, 73: 054508 (2006). Crossref
  13. A. I. Kosse, A. Yu. Prokhorov, V. A. Khokhlov, G. G. Levchenko, A. V. Semenov, D. G. Kovalchuk, M. P. Chernomorets, and P. N. Mikheenko, Supercond. Sci. Technol., 21: 075015 (2008). Crossref
  14. J. J. Akerman and K. V. Rao, Phys. Rev. B, 65: 134525 (2002). Crossref
  15. D.-X. Chen, E. Pardo, A. Sanchez, S.-S. Wang, Z.-H. Han, E. Bartolome, T. Puig, and X. Obradors, Phys. Rev. B, 72: 052504 (2005). Crossref
  16. М. П. Черноморец, Д. Г. Ковальчук, С. М. Рябченко, А. В. Семенов, Физика низких температур, 32: 277 (2006). Crossref
  17. М. П. Черноморец, Д. Г. Ковальчук, С. М. Рябченко, А. В. Семенов, Э. А. Пашицкий, Физика низких температур, 32: 1096 (2006). Crossref
  18. Д. Г. Ковальчук, М. П. Черноморец, С. М. Рябченко, Э. А. Пашицкий, А. В. Семёнов, Физика низких температур, 36: 101 (2010). Crossref
  19. Д. Г. Ковальчук, М. П. Черноморец, Физика низких температур, 39: 1298 (2013). Crossref
  20. C. P. Bean, Rev. Mod. Phys., 36: 31 (1964). Crossref
  21. P. N. Mikheenko and Yu. E. Kuzovlev, Physica C, 204: 229 (1993). Crossref
  22. J. Zhu, J. Mester, J. Lockhart, and J. Turneaure, Physica C, 212: 216 (1993). Crossref
  23. J. R. Clem and A. Sanchez, Phys. Rev. B, 50: 9355 (1994). Crossref
  24. E. H. Brandt, Phys. Rev. B, 55: 14513 (1997). Crossref
  25. D. V. Shantsev, Y. M. Galperin, and T. H. Johansen, Phys. Rev. B, 61: 9699 (2000). Crossref
  26. S. G. Gevorgyan, T. Kiss, T. Oyama, M. Inoue, A. A. Movsisyan, H. G. Shirinyan, V. S. Gevorgyan, T. Matsushita, and M. Takeo, Supercond. Sci. Technol., 14: 1009 (2001). Crossref