Структурні особливості вихорових ґраток. Виявлення структурних фазових переходів у змішаному стані в шаруватих надпровідниках і тонких плівках. Порівняння структури вихорових ґраток у шаруватих системах з абрикосівськими однорідних надпровідників II роду.
Аннотация к работе
Було виявлено, що критичні струми у ВТНП, які визначають можливості їхнього використання в потужнострумових застосуваннях, істотно нижчі, ніж у звичайних надпровідних матеріалах, і проблема підвищення критичних струмів також є дуже актуальною. Метою дисертаційної роботи було зясування структурних особливостей вихорових ґраток, виявлення структурних фазових переходів у змішаному стані в шаруватих надпровідниках і тонких плівках, і порівняння структури ВҐ у шаруватих системах з абрикосівськими вихоровими ґратками однорідних надпровідників II роду. вихоровий фазовий напівпровідник розробити методику дослідження структури ВҐ, яка могла би бути застосовна в широкій області полів і придатна для використання при різних орієнтаціях магнітного поля відносно площини шарів зразка; у надґратках Mo/Si уперше виявлено явище зворотної надпровідності (йдеться про повернення з резистивного стану в стан з нульовим опором з ростом магнітного поля), що спостерігається в паралельних і в злегка похилих магнітних полях. На відміну від відомого раніше явища зворотної надпровідності в магнітних потрійних сульфідах молібдену, повернення з резистивного у надпровідний стан з ростом магнітного поля Н може відбуватися кілька разів при певних його значеннях, що задаються періодом надструктури НҐ і силою звязку між надпровідними шарами.Розділ 1 (літературний огляд) присвячений огляду відомих літературних джерел, що описують структуру ВҐ однорідних надпровідників II роду і шаруватих надпровідників. Також завдяки анізотропії можна спостерігати такі явища, як плавлення вихорових ґраток, розширення резистивних переходів у магнітному полі, гігантський кріп потоку, різке зменшення критичного струму зі збільшенням температури і ряд інших незвичайних явищ. Також визначальну роль у структурі ВҐ шаруватих надпровідників грає сумірність між параметром ВҐ і періодом шаруватої структури надпровідника. При збільшенні магнітного поля стає більшою щільність вихорів, і відстань між ними зменшується, а градієнт магнітного поля стає дуже малим для того, щоб розрізнити окремі вихори. На резистивних переходах у паралельному до шарів магнітному полі виявлені аномалії, що виникають при порівняно низьких температурах, нижче температури кросоверу від тривимірної до двовимірної поведінки.Встановлено, що явище зворотної надпровідності є наслідком власного пінінгу на періодичній структурі й ефекту сумірності між періодом НҐ і параметром вихрових ґраток у напрямку, ортогональному шарам. Показано, що запропонований нами резистивний метод, який спирається на ефект сумірності, дозволяє визначити різні стабільні і метастабільні стани ВҐ, а також вивчити фазові переходи між ВҐ з різними порядками сумірності. Показано, що виміри немонотонних залежностей критичного струму Ic від магнітного поля HII у тонких плівках надпровідників II роду у випадку, коли магнітне поле є паралельним поверхні плівки, дозволяють виявити сумірні вихорові ґратки з різною кількістю вихорових ланцюжків у плівці. Встановлено, що на однорідних плівках спостерігання ефекту сумірності параметра ВҐ з товщиною плівки можливе тільки при ідеальному стані границь плівки, що допускає утворення нескінченних ґраток вихорів і їхніх зображень. Виявлено, що на НҐ з обмеженою товщиною одночасно виявляються ефекти сумірності параметра ВҐ з періодом надструктури і ефекти сумірності параметра ВҐ з повною товщиною плівки.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ
Вывод
1. У НҐ Mo/Si виявлене явище зворотної надпровідності в паралельних і слабко похилих магнітних полях. Повернення надпровідності з резистивного стану з ростом магнітного поля може відбуватися кілька разів.
Встановлено, що явище зворотної надпровідності є наслідком власного пінінгу на періодичній структурі й ефекту сумірності між періодом НҐ і параметром вихрових ґраток у напрямку, ортогональному шарам.
2. Показано, що запропонований нами резистивний метод, який спирається на ефект сумірності, дозволяє визначити різні стабільні і метастабільні стани ВҐ, а також вивчити фазові переходи між ВҐ з різними порядками сумірності. Метод простий, ефективний, його можна застосовувати в магнітних полях будь-якої сили і для всіх типів шаруватих надпровідників.
3. Показано, що виміри немонотонних залежностей критичного струму Ic від магнітного поля HII у тонких плівках надпровідників II роду у випадку, коли магнітне поле є паралельним поверхні плівки, дозволяють виявити сумірні вихорові ґратки з різною кількістю вихорових ланцюжків у плівці. Встановлено, що на однорідних плівках спостерігання ефекту сумірності параметра ВҐ з товщиною плівки можливе тільки при ідеальному стані границь плівки, що допускає утворення нескінченних ґраток вихорів і їхніх зображень.
4. Виявлено, що на НҐ з обмеженою товщиною одночасно виявляються ефекти сумірності параметра ВҐ з періодом надструктури і ефекти сумірності параметра ВҐ з повною товщиною плівки. Отримано правило добору для ефектів, що спостерігаються.
5. Виявлено і вивчено “lock-in” ефект на надпровідних НҐ і тонких плівках, який полягає в розходженні орієнтацій зовнішнього магнітного поля і магнітної індукції всередині зразка. В області порівняно малих кутів вихорам виявляється енергетично вигідніше залишатися паралельними поверхні зразка, ніж паралельними прикладеному магнітному полю. Вперше отримана залежність критичного кута для “lock-in” стану ВҐ від температури.
6. На НҐ з товстими прошарками напівпровідника вперше виявлені стрибки опору лавинного типу на резистивних переходах у паралельному магнітному полі, які періодичні зі зворотним магнітним полем. Для пояснення стрибків розроблена модель фазових переходів між щільно-упакованими сумірними вихоровими ґратками. Показано, що запропонована модель добре узгоджується з експериментальними даними.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В ТАКИХ РОБОТАХ
1. Fogel N.Ya., Mikhailov M.Yu., Bomze Yu.V. and Yuzephovich O.I. Intrinsic pinning, commensurability and reentrant behavior in Mo/Si superlattices // Phys.Rev.B - 1999. - Vol.59. - P.3365-3368.
2. Fogel N.Ya., Mikhailov M.Yu., Yuzephovich O.I., Bomze Yu.V. Superconductivity reentrance in strong magnetic fields in Mo/Si multilayers // Nanostructured Materials - 1999. - Vol.12. - P.409-412.
3. Юзефович О.И., Бомзе Ю.В., Михайлов М.Ю., Дмитренко И.М., Фогель Н.Я. Commensurability effect and lock-in transition on Mo/Si superconducting superlattices // ФНТ - 2000. - Т.26 - C.142-147.
4. Фогель Н.Я., Черкасова В.Г., Юзефович О.И., Михайлов М.Ю., Бухштаб Е.И., Стеценко А.Н. Соизмеримые вихревые решетки в тонких пленках V и сверхпроводящих сверхрешетках V/Si // ФНТ - 2001. - Т. 27. - C.1019-1029.
5. Yuzephovich O.I., Bomze Yu.V., Mikhailov M.Yu., Fogel N.Ya., Buchstab E.I. Mo/Si superlattices: phase transitions between the commensurate states in the vortex ensemble // Physica C - 2001. - Vol.361. - P.59-66.
Список литературы
1. White W.R., Kapitulnik A., and Beasley M.R. Model system for vortex motion in coupled two-dimensional type II superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1991. - Vol.66. - P.2826-2829.
2. White W.R., Kapitulnik A., Beasley M.R. Anomalous temperature dependence of vortex elastic properties in the flux-flow regime in Mo77Ge23/Ge multilayered superconductor // Phys. Rev. B - 1994. - Vol.50. - P.6303-6306.
3. Fogel N.Ya., Cherkasova V.G., Koretskaya O.A., Sidorenko A.S. Thermally assisted flux flow and melting transition for Mo/Si multilayers // Phys. Rev. B - 1997. - Vol.55. - P.85-88.
5. Majkova E., Luby S., Jergel M., Lohneysen H.V., Strunk C., George B. Superconductivity and critical fields in amorphous W/Si multilayers // Physica Status Solidi - 1994. - Vol.A145. - P.509.
6. Koorevaar P., Kes P.H., Koshelev A.E., Aarts J. Vortex lattice transition in superconducting Nb/NBZR multilayers // Phys. Rev. Lett. - 1994. - Vol.72. - P.3250-3253.
7. Ami A.S. and Maki K. Pinning effect due to periodic variation of impurity concentration in type II superconductors // Progr. Theor. Phys. - 1975. - Vol.53. - P.1-20.
8. Ivlev B.I., Kopnin N.B., and Pokrovsky V.L. Shear instability of a vortex lattice in layered superconductors // J.Low Temp. Phys. - 1990. - Vol.80. - P.187.
9. Levitov L.S. Phyllotax of flux lattice in layered superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1991. - Vol.66. - P.224-227.
10. Bulaevskii L. and Clem J.R. Vortex lattice of highly anisotropic layered structures in strong, parallel magnetic fields // Phys. Rev. B - 1991. - Vol.44. - P.10234-10238.
11. Sudbo A., Brandt E.H., and Huse D.A. Multiple coexisting orientations of flux lines in superconductors with uniaxial anisotropy // Phys. Rev. Lett. - 1993. - Vol.71. - P.1451-1454.
12. Daemen L.L., Campbell L.J., Simonov A.Yu. and Kogan V.G. Coexistence of two-flux-line specis in superconducting slabs // Phys. Rev. Lett. - 1993. - Vol.70. - P.2948-2951.
13. Tachiki M. and Takahashi S. Anisotropy of critical current in layered oxide superconductors // Solid State Comm. - 1989. - Vol.70. - P.291.
14. Feinberg D. and Villard C. Intrinsic pinning and lock-in transition of flux line lattice in layered type- II superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1990. - Vol.65. - P.919-922.
15. Mansky P.A., Chaikin P.M., and Haddon R.C. Vortex lock-in state in layered superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1993. - Vol.70. - P.1323-1326.
16. Bugoslavsky Yu.V., Zhukov A.A., Perkins G.K., and Caplin A.D. Flux-line lock-in to CUO in a La1.9Sr0.1CUO4 single crystal // Phys. Rev. B - 1997. - Vol.56. - P.5610-5616.
17. Feinberg D. and Villard C. Intrinsic pinning and lock-in transition of flux line lattice in layered type- II superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1990. - Vol.65. - P.919-922.