Введение к работе
Актуальность темы.
Изучение сверхпроводников значительно активизировалось после открытия высокотемпературной сверхпроводимости. Большое количество работ по этой теме вышедших за последние годы подтверждает огромный интерес к сверхпроводимости и возможным применениям этого явления в технике.
Исследование высокочастотного отклика сверхпроводников позволяет получить информацию о проникновении электромагнитного поля вглубь сверхпроводника и механизме потерь в образце. Такая информация необходима для конструирования сверхпроводящих резонаторов, различных устройств для смешения и детектирования высокочастотных сигналов, некоторых приборов микроэлектроники, особенно связанных с передачей и обработкой быстрых сигналов.
Анализ высокочастотных потерь дает возможность судить о изменениях плотности квазичастичных состояний в сверхпроводнике, т.е. напрямую исследовать критические параметры сверхпроводников.
Важным направлением исследования сверхпроводников является изучение смешанного состояния, поскольку именно поведение вихрей определяет многие свойства сверхпроводников в магнитном поле. Применение высокочастотных методов для исследования смешанного состояния позволяет получить информацию о динамике вихревой системы, при этом, в некоторых случаях, пренебречь влиянием пиннинга.
Цель работы:
Исследование возникновения высокочастотных нелинейных явлений в тонких сверхпроводящих пленках А1.
Экспериментальное изучение влияния поверхности на импеданс сверхпроводника в перпендикулярном магнитном поле.
Исследование температурных и полевых зависимостей высокочастотного поглощения эпитаксиальных пленок YBa2Cu307.
Научная новизна:
Проведены экспериментальные исследования нелинейных высокочастотных свойств тонких сверхпроводящих пленок. Показано, что в ситуации, когда высокочастотное поле не воздействует на края пленки, разрушение чисто сверхпроводящего состояния в широких, плоских пленках связано с распаривающим действием этого поля. Для пленок, прозрачных в нормальном состоянии для высокочастотного поля, амплитуда высокочастотного поля возникновения нелинейности, связанной с рождением пар вихрей вблизи температуры сверхпроводящего перехода, ограничена снизу и определяется поперечными размерами пленки D. При прохождении по температуре либо другому параметру, от которого зависит Xj_=2X2/d, происходит изменение электродинамических свойств пленки, когда Х^ = D.
Исходя из результатов экперемента предложен новый способ определения статического тока распаривания.
Экспериментально обнаружено значительное влияние дефектности тонкого (много меньше скин глубины) слоя на поверхности на величину и частотную зависимость импеданса сверхпроводника в перпендикулярном магнитном поле. Показано, что полевая зависимость действительной части поверхностного импеданса количественно описывается "двухмодовой" электродинамикой предложенной в [8]. Частотная зависимость импеданса находится в качественном согласии с этой теорией.
Проведены измерения ВЧ поглощения эпитаксиальных пленок YBa2Cii307 при различных температурах и магнитных полях на частотах до 1 ГГц. Экспериментально обнаружено отсутствие заметного ВЧ поглощения в смешанном состоянии при температуре ниже 85К и аномалия ВЧ поглощения вблизи линии сверхпроводящего перехода на Т-Н плоскости в эпитаксиальной пленке YBa2Cu307.
Практическая ценность работы:
Полученные в работе результаты подтвердили необходимость учета состояния поверхности при анализе поверхностного импеданса сверхпроводников. Показана адекватность описания полевых зависимостей поверхносного импеданса теорией "двухмодовой" электродинамики.
Продемонстрирована возможность достижения в тонких широких пленках величин тока равных току распаривания. Обращено внимание на изменение электродинамических свойств пленок, происходящее при ^«D, где Х±- глубина проникновения магнитного поля в пленку, D - размер образца.
Предложен новый способ определения статического тока распаривания в тонких сверхпроводящих пленках, не требующий изготовления образцов с однородным распределением тока и с размерами меньшими размеров вихря.
Апробация работы:
Материалы диссертации докладывались на 23 и 30 совещаниях по физике низких температур (Таллинн 1984, Москва 1994), на Всесоюзной конференции "Металлофизика сверхпроводников" (Киев 1986), Международной конференции по прикладной сверхпроводимости ASC-86 (Балтимор 1986), а также на семинарах в ИПТМ РАН.
Структура диссертации:
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа содержит страниц текста, включая 23 рисунка. Список литературы содержит наименования.
