Введение к работе
. Актуальность темы.
Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) привлекают
исследователей перспективами практического использования и
своими необычными свойствами. Применение
высокотемпературных сверхпроводников в технике и микроэлектронике зависит от возможности достижения высокого критического тока или удоволетворительных шумовых характеристик сверхпроводящих устройств при азотных температурах. Исследование процессов динамики магнитного потока представляет интерес как с технической, так и с физической точки зрения,так как изучение этих процессов позволяет получить информацию о параметрах сверхпроводящего состояния. Эти свойства связаны с особенностями динамики вихревых структур и возникающими при этом диссипативными процессами. С научной точки зрения интересно выявление специфики поведения нового класса сверхпроводников, слоистых сверхпроводников с высокой анизотропией, изучение сложных вихревых структур, влияние высокой анизотропии, неоднородностей и тепловых флуктуации на сверхпроводящие свойства. Для этого необходимо исследование магнитных характеристик и транспортных свойств этих материалов. Для понимания связи особенностей динамики вихревых структур со слоистостью и большой анизотропией ВТСП, также требуется исследование модельных многослойных структур из традиционных материалов.
Постановка задач, решаемых в ходе работы над диссертацией отражала развитие исследований по ВТСП. Начало работы приходится на первые годы после открытия ВТСП, когда объектами исследований являлись керамики и несовершенные кристаллы на основе иттрия, и требовались ответы на самые общие вопросы, например, является ли сверхпроводимость в ВТСП объемной, применима ли. модель Вина к описание смешанного состояния в ВТСП. Одной из основных методических задач, решенных в данной работе, была задача измерения кривых стационарной намагниченности монокристаллов ВТСП, получаемых в виде тонких пластин и дисков, и корректного извлечения критических параметров и анизотропии новых сверхпроводящих материалов. Кзазидвумерность, полученных позднее монокристаллов TIBaCaCuO и BiSrCaCuO, обусловила постановку следусщей задачи- исследование термо-магнитных эффектов, связаных с особенностями динамики флуктуационных пар "вихрь-антивихрь" вблизи температуры сверхпроводящего перехода в нулевом магнитном поле при прикладывании взаимно-перпендикулярных градиента температуры и электрического тока. Большой интерес представляют также термо-магнитные явления, связанные с движением магнитного потока в ВТСП в магнитном поле. Возможное присутствие Джозефсоновских вихрей в сильно анизотропных ВТСП монокристаллах стимулировало изучение тепловой диффузии безкоровых Джозефсоновских вихрей в искусственных SNS структурах, которое осуществлено нами на последнем этапе работы.
Целыэ настоящей работы является:
Исследование стационарных кривых намагниченности с помощьd магнитометра на основе СКВИДа монокристаллов высокотемпературных сверхпроводников: YBaCuO и TlBaCaCuO.
Определение температурных зависимостей и анизотропии сверхпроводящих параметров (критического тока Jc, нижнего критического поля Неї) .
Экспериментальный поиск и исследование новых термомагнитных явлений в монокристаллах TlBaCaCuO, связанных с динамикой пар "вихрь-антивихрь" во флуктационной области вблизи Тс.
Экспериментальный поиск и исследование нового эффекта -тепловой диффузии джозефсоновских вихрей, приводящей к появление поперечного термо-электрического напряжения на модельных SNS сэндвичах Nb/Cu/Ta.
Научная новизна работы.
В диссертационной работе впервые получены следующие результаты, выносимые на защиту:
1.Определена температурная зависимость и анизотропия нижнего критического поля в монокристаллах YBaCuO и TlBaCaCuO на основе чувствительных магнитных измерений с noMonjbD специально разработанного сквид-магнитометра. Обнаружено аномальное поведение температурной зависимости поля проникновения в монокристалл TlBaCaCuO в области низких температур.
2.Экспериментально наблюдались новые магнито термоэлектрические эффекты на монокристаллах TIBaCaCuO. При приложении взаимно -перпендикулярных градиента температуры и транспортного тока были обнаружены пики напряжения и магнитного момента вблизи Тс. Эффекты связывается с тепловым увлечением флуктуационных вихрей в области перехода Березинского-Костерлица-Таулиса.
З.В специально приготовленных джозефсоновских структурах
Nb-Cu-Ta обнаружен новый термомагнитный эффект,
заключающийся в появлении напряжения на переходе в результате движения Джозефсоновских вихрей под действием градиента температуры, приложенного вдоль перехода.
Практическая значимость проделанной работы определяется возможностью использования полученных результатов при разработке конкретных криоэлектронных устройств на основе ВТСП : в частности накопителей и преобразователей энергии, чувствительных болометров, медицинского оборудования, суперкомпьютеров.
Результаты исследований флуктуационных и
термоэлектрических явлений позволяют определить
оптимальные температурные условия для достижения минимума шумов, связанных с движением вихрей.
Публикации: Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 7- научных статьях.
/
Объем и структура диссертации: Диссертация состоит из введения, 4 глав,выводов,списка цитируемой литературы и содержит 97 стр., включая 22 рисунка и библиографию из 55 наименований.
