Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2021, выпуск 7 » Статья стр. 854
<<<>>>
Универсальность поведения гистерезиса магнитосопротивления и его температурной эволюции для гранулярных высокотемпературных сверхпроводников Y-Ba-Cu-O
DOI: 10.21883/FTT.2021.07.51034.055
Семенов С.В.1,2, Балаев Д.А.1,2, Петров М.И.1
1Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
2Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Email: svsemenov@iph.krasn.ru
Поступила в редакцию: 17 марта 2021 г.
В окончательной редакции: 17 марта 2021 г.
Принята к печати: 22 марта 2021 г.
Выставление онлайн: 11 апреля 2021 г.
PDF версия
Посвящена установлению закономерности в поведении гистерезиса магнитосопротивления R(H) гранулярных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) иттриевой системы. Для этого проведено сравнительное исследование магнитотранспортных свойств образцов гранулярных ВТСП, обладающих (i) примерно одинаковыми магнитными свойствами и температурами начала сверхпроводящего перехода (90.5-93.5 K, что характеризует ВТСП гранулы) и (ii) различной величиной транспортного критического тока JC (что характеризует межгранульные границы). Несмотря на значительный разброс в величинах JC (более чем на порядок) исследованных трех образцов, обнаружено универсальное поведение гистерезиса магнитосопротивления, видимо, присущее всем гранулярным Y-Ba-Cu-O. Гистерезис R(H) очень широкий, и в достаточно большом интервале внешнего поля зависимость ширины гистерезиса магнитосопротивления Delta H от поля Hdec (внешнее поле H=Hdec для убывающей ветки гистерезиса) близка к линейной функции: Delta H~ Hdec. Это поведение наблюдается для всей температурной области реализации сверхпроводящего состояния (исследования проведены при температурах 77-88 и 4.2 K). Объяснение полученному результату основывается на концепции рассмотрения эффективного поля в межгранульных границах, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами гранул. Индуцированное гранулами поле, в свою очередь, значительно усиливается в области межгранульных границ, благодаря эффекту сжатия магнитного потока (протяженность межгранульных границ на несколько порядков меньше размера ВТСП гранул). Вышесказанное подтверждается анализом гистерезиса R(H) для композитного ВТСП на основе Y-Ba-Cu-O и CuO, в котором протяженность межгранульных границ целенаправленно увеличена, как следствие, влияние эффекта сжатия потока проявляется меньше, а гистерезис R(H) сужается. Ключевые слова: гранулярные ВТСП, гистерезис магнитосопротивления, межгранульные границы.
  1. L. Ji, M.S. Rzchowski, N. Anand, M. Tinkham. Phys. Rev. B 47, 470 (1993)
  2. M. Prester. Supercond. Sci. Technol. 11, 333 (1998)
  3. M.I. Petrov, D.A. Balaev, B.P. Khrustalev, K.S. Aleksandrov. Physica C 235-240, 3043 (1994)
  4. R. Gross. Physica C 432, 105 (2005)
  5. J. Mannhart. Physica C 450, 152 (2006)
  6. М.И. Петров, Д.А. Балаев, Д.М. Гохфельд. ФТТ 49, 4, 589(2007)
  7. J.H. Durrell, N.A. Rutter. Supercond. Sci. Technol. 22, 013001 (2009)
  8. X. Obradors, T. Puig, S. Ricart, M. Coll, J. Gazquez, A. Palau, X. Granados. Supercond. Sci. Technol. 25, 123001 (2012)
  9. G. Wang, M.J. Raine, D.P. Hampshire. Supercond. Sci. Technol. 30, 104001 (2017)
  10. R.J. Joshi, R.B. Hallock, J.A. Taylor. Phys. Rev. B 55, 9107 (1997)
  11. J.W.C. De Vries, G.M. Stollman, M.A.M. Gijs. Physica C 157, 406 (1989)
  12. A.C. Wright, K. Zhang, A. Erbil. Phys. Rev. B 44, 863 (1991)
  13. C. Ganey, H. Petersen, R. Bednar. Phys. Rev. B 48, 3388 (1993)
  14. H.S. Gamchi, G.J. Russell, K.N.R. Taylor. Phys. Rev. B 50, 12950 (1994)
  15. R.J. Soulen, T.L. Francavilla, W.W. Fuller-Mora, M.M. Miller, C.H. Joshi, W.L. Carter, A.J. Rodenbush, M.D. Manlief, D. Aized. Phys. Rev. B 50, 478 (1994)
  16. D.H. Liebenberg, R.J. Soulen, T.L. Francavilla, W.W. Fuller-Mora, P.C. McIntyre, M.J. Cima. Phys. Rev. B 51, 11838 (1995)
  17. R.J. Soulen, T.L. Francavilla, A.R. Drews, L. Toth, M.S. Osofsly, W.L. Lechter, E.F. Skelton. Phys. Rev. B 51, 1393 (1995)
  18. W.M. Tieran, R. Joshi, R.B. Hallock. Phys. Rev. B 48, 3423 (1993)
  19. Y. Zhao, X.B. Zuge, J.M. Xu, L. Cao. Phys. Rev. B 49, 6985 (1994)
  20. L. Urba, C. Acha, V. Bekeris. Physica C 279, 95 (1997)
  21. H. Shakeripour and M. Akhavan. Supercond. Sci. Technol. 14,234 (2001)
  22. M.R. Mohammadizadeh, M. Akhavan. Supercond. Sci. Technol. 16, 538 (2003)
  23. Д.А. Балаев, С.И. Попков, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ФТТ 48, 5, 588 (2006)
  24. М.А. Васютин. Письма ЖТФ 39, 9 (2013)
  25. В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 60, 3, 465 (2018)
  26. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. Письма ЖЭТФ 108, 4, 249 (2018)
  27. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФНТ 44, 3, 258 (2018)
  28. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФНТ 46, 5, 653 (2020)
  29. S. Shifang, Z. Yong, P. Guoqian, Y. Daoq, Z. An, C. Zuyao, Q. Yitai, K. Eiyan, Z. Qirui. Europhys. Lett. 6, 4, 359 (1988)
  30. Y.J. Quian, Z.M. Tang, K.Y. Chen, B. Zhou, J.W. Qui, B.C. Miao, Y.M. Cai. Phys. Rev. B 39, 4701 (1989)
  31. P. Mune, F.C. Fonseca, R. Muccillo, R.F. Jardim. Physica C 390, 363 (2003)
  32. Н.Д. Кузьмичев. Письма в ЖЭТФ 74, 291 (2001)
  33. Н.Д. Кузьмичев. ФТТ 43, 1934 (2001)
  34. I. Felner, E. Galstyan, B. Lorenz, D. Cao, Y.S. Wang, Y.Y. Xue, C.W. Chu. Phys. Rev. B 167, 134506 (2003)
  35. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ЖЭТФ 134, 922 (2008)
  36. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 50, 6, 961 (2008)
  37. В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ЖТФ 78, 36 (2008)
  38. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 52, 3, 424 (2010)
  39. К.А. Шайхутдинов, Д.А. Балаев, С.И. Попков, М.И. Петров. ФТТ 51, 1046 (2009)
  40. D.A. Balaev, S.I. Popkov, S.V. Semenov, A.A. Bykov, K.A. Shaykhutdinov, D.M. Gokhfeld, M.I. Petrov. Physica C 470, 61 (2010)
  41. A. Altinkok, K. Kilic, M. Olutas, A. Kilic, J. Supercond. Nov. Magn. 26, 3085 (2013)
  42. Д.А. Балаев, С.И. Попков, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров, Д.М. Гохфельд, ФТТ 56, 8, 1492 (2014)
  43. J.E. Evetts, B.A. Glowacki. Cryogenics 28, 641 (1988)
  44. M.E. McHenry, P.P. Maley, J.O. Willis. Phys. Rev. B 40, 2666 (1989)
  45. E. Altshuler, J. Musa, J. Barroso, A.R.R. Papa, V. Venegas. Cryogenics 33, 308 (1993)
  46. P. Mune, E. Govea-Alcaide, R.F. Jardim. Physica C 354, 275 (2001)
  47. Д.А. Балаев, А.А. Дубровский, С.И. Попков, Д.М. Гохфельд, С.В. Семенов, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ФТТ 54, 11, 11 (2012)
  48. D. Lopez, F. de la Cruz F. Phys. Rev. B 43, 13, 11478 (1991)
  49. D. Lopez, R. Decca, F. de la Cruz. Supercond. Sci. Technol. 5, S276 (1992)
  50. O.V. Gerashchenko, S.L. Ginzburg. Supercond. Sci.Technol. 13, 332 (2000)
  51. A. Kilic, K. Kilic, S. Senoussi, K. Demir. Phys. C 294, 203 (1998)
  52. D. Daghero, P. Mazzetti, A. Stepanescu, P. Tura. Phys. Rev. B 66, 13, 11478 (2002)
  53. D.A. Balaev, A.G. Prus, K.A. Shaykhutdinov, D.M. Gokhfeld, M.I. Petrov. Supercond. Sci. Technol. 20, 495 (2007)
  54. С.В. Семенов, Д.А. Балаев, М.А. Почекутов, Д.А. Великанов. ФТТ 59, 7, 1267 (2017)
  55. D.A. Balaev, S.V. Semenov, M.A. Pochekutov. J. Appl. Phys. 122, 123902 (2017)
  56. A.V. Mitin. Physica C 235-240, 3311 (1994)
  57. В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 46, 10, 1740 (2004)
  58. В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 49, 10, 1744 (2007)
  59. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 53, 5, 858 (2011)
  60. Д.А. Балаев, А.А. Быков, С.В. Семенов, С.И. Попков, А.А. Дубровский, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ФТТ 53, 5, 865 (2011)
  61. Д.А. Балаев, С.В. Семенов, М.И. Петров. ФТТ 55, 12, 2305 (2013)
  62. В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель, Ю.Н. Шахов. ФТТ 56, 625 (2014)
  63. Д.А. Балаев, Д.М. Гохфельд, А.А. Дубровский, С.И. Попков, К.А. Шайхутдинов, М.И. Петров. ЖЭТФ 132, 1340 (2007)
  64. Д.А. Балаев, А.А. Дубровский, К.А. Шайхутдинов, С.И. Попков, Д.М. Гохфельд, Ю.С. Гохфельд, М.И. Петров. ЖЭТФ 135, 271 (2009)
  65. D.A. Balaev, S.I. Popkov, E.I. Sabitova, S.V. Semenov, K.A. Shaykhutdinov, A.V. Shabanov, M.I. Petrov. J. Appl. Phys. 110, 093918 (2011)
  66. D.A. Balaev, S.V. Semenov, M.I. Petrov. J. Supercond. Nov. Magn. 27, 1425 (2014)
  67. S.V. Semenov, D.A. Balaev. Physica C 550, 19 (2018)
  68. S.V. Semenov, D.A. Balaev. J. Supercond. Nov. Magn. 32, 2409 (2019)
  69. С.В. Семенов, Д.А. Балаев. ФТТ 62, 7, 1008 (2020)
  70. S.V. Semenov, A.D. Balaev, D.A. Balaev. J. Appl. Phys. 125, 033903 (2019)
  71. G. Blatter, M.V. Feigel'man, V.B. Gekshkebein, A.I. Larkin, V.M. Vinokur. Rev. Mod. Phys. 66, 4, 1125 (1994)
  72. M.I. Petrov, D.A. Balaev, K.A. Shaihutdinov, K.S. Aleksandrov. Supercond. Sci. Technol. 14, 798 (2001)
  73. Д.М. Гохфельд. ФТТ 56, 12, 2298 (2014)
  74. Д.М. Гохфельд. Письма ЖТФ 45, 2, 3 (2019)
  75. C.P. Bean. Rev. Mod. Phys. 36, 31 (1964)
  76. C.A.M. dos Santos, M.S. da Luz, B. Ferreira, A.J.S. Machado. Physica C 391, 345 (2003)
  77. D.A. Balaev, S.I. Popkov, S.V. Semenov, A.A. Bykov, E.I. Sabitova, A.A. Dubrovskiy, K.A. Shaikhutdinov, M.I. Petrov. J. Supercond. Nov. Magn. 24, 2129 (2011)
  78. В.В. Деревянко, Т.В. Сухарева, В.А. Финкель. ФТТ 59, 1470 (2017)
  79. D.A. Balaev, S.V. Semenov, D.M. Gokhfeld. J. Supercond. Nov. Magn. (2021). https://doi.org/10.1007/s10948-021-05812-2
  80. U. Gunsenheimer, U. Schussler, R. Kummel. Phys. Rev. B 49, 6111 (1994).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme