Влияние краевого барьера на магнитные характеристики сверхпроводников II рода
Диссертация
В настоящее время ведется активное исследование магнитных, резистивных и дис-сипативных характеристик смешанного состояния сверхпроводников второго рода. Информация о поведении сверхпроводящих материалов (как низкотак и высокотемпературных) в нестационарных внешних полях произвольной ориентации, а также при прохождении тока в сверхпроводнике является крайне ценной с точки зрения потенциального… Читать ещё >
Содержание
- 1. Универсальный критерий входа вихрей в сверхпроводники второго рода. Феноменологическая модель краевого барьера
- 1. 1. Объемные сверхпроводники
- 1. 1. 1. Критерий входа вихрей — численный расчет
- 1. 1. 2. Критерий входа вихрей — аналитический расчет
- 1. 1. 3. Выход вихрей
- 1. 2. Тонкие пленки
- 1. 3. Влияние дефектов поверхности на процесс входа/выхода вихрей
- 1. 4. Феноменологическая модель краевого барьера
- 1. 5. Основные результаты
- 1. 1. Объемные сверхпроводники
- 2. Анализ кривых намагниченности и магнитных восприимчивостей сверхпроводников второго рода различной геометрии
- 2. 1. Кривые намагниченности при наличии одного механизма необратимости
- 2. 1. 1. Сверхпроводники с краевым барьером
- 2. 1. 2. Сверхпроводники с обьемным пиннингом
- 2. 1. 3. Обсуждение
- 2. 2. Кривые намагниченности при взаимном влиянии двух механизмов необратимости .'
- 2. 2. 1. Узкие пленки
- 2. 2. 2. Продольная геометрия
- 2. 3. Основные результаты
- 2. 1. Кривые намагниченности при наличии одного механизма необратимости
- 3. Распределение магнитного поля и плотности тока в сверхпроводящих пленках конечной толщины 73 3.1. Структура мейсснеровского состояния
- 3. 1. 1. Основные уравнения
- 3. 1. 2. Тонкие пленки (с1 < А)
- 3. 1. 3. Пленка конечной толщины (й? Л)
- 3. 2. Условия входа вихрей в сверхпроводящие пленки
- 3. 2. 1. Тонкие пленки
- 3. 2. 2. Толстые пленки
- 3. 2. 3. Влияние дефектов поверхности и анизотропии
- 3. 3. Структура смешанного состояния
- 3. 4. Основные результаты
Список литературы
- С.P.Bean, Phys.Rev.Lett., 8, 250 (1962).
- Y.B.Kim, C.F.Hempstead, A.R.Strand, Phys. Rev. Lett. 9, 306−308 (1962).
- P.W.Anderson, Phys. Rev. Lett. 9, 309−311 (1962).
- E.H. Brandt, M. Indenbom, «Type-II-superconductors strip with current in a perpendicular magnetic field», Phys. Rev. В 48, 12 893−12 906 (1993).
- J.R. Clem, «Theory of ac losses in type-II superconductors with a field-dependent surface barrier», J. Appl. Phys. 50 (5), 3518−3530 (1979).
- H. Yasuoka, S. Tochihara, M. Mashino, H. Mazaki, «Material parameters of YВагСи^Оу in the Kim-Anderson critical-state model», Physica С 305, 125−138 (1998).
- J. McDonald, J.R. Clem, «Theory of flux penetration into thin films with field-dependent critical current», Phys. Rev. В 53, 8643−8650 (1996).
- К.К.Лихарев, «Линейная электродинамика сверхпроводящих пленок конечной ширины», Изв. Вузов Радиофизика 14, 909−918 (1971).
- К.К.Лихарев, «Образование смешанного состояния в плоских сверхпроводящих пленках «, Изв. Вузов Радиофизика 14, 919−928 (1971).
- Ф.Ф.Терновский, Л. Н. Шехата, «Структура смешанного состояния вблизи границы полубесконечного сврхпроводника второго рода», ЖЭТФ 62, 2297−2311 (1972).
- M.Konczykowski, L.I.Burlachkov, Y. Yeshurun, F. Holtzberg, «Evidence for surface barriers and their effect on irreversibility and lower-critical-field measurements in Y-Ba-Cu-0 crystals», Phys. Rev. В 43, 13 707−13 710 (1991).
- E. Zelclov, A.I. Larkin, V.B. Geshkenbein, M. Konczykowski, D. Majer, B. Khaykovich, V.M. Vinokur, and H. Shtrikman, «Geometrical barriers in high-temperature superconductors», Phys. Rev. Lett. 73 1428−1431 (1994).
- И.Л.Максимов, «Диссипативные характеристики сверхпроводящих пленок с краевым барьером», Письма в ЖТФ 22 п 20, 56−61 (1996).
- J.R.Clem, R.P.Huebener, D.E.Gallus, «Gibbs free-energy barrier against irreversible magnetic flux entry into a superconductor», J. Low Temp. Phys. 12 n 5/6, 449−477 (1973).
- H. Castro, B. Dutoit, A. Jacquier, M. Baharami, and L. Riuderer, «Experimental study of the geometrical barrier in type-I superconducting strips», Phys. Rev. В 59, 596 (1999).
- V. Jeudy and D. Limagne, «Onset of flux-bundle migration into superconducting niobium strips», Phys. Rev. В 60, 9720−9725 (1999).
- F.Mrowka, M. Wurlitzer, P. Esquinazi, E. Zeldov, T. Tamegai, S. Ooi, K. Rogacki, B. Dabrowski, «Temperature dependence of the lower critical field of high-Tc superconducting crystals near Tc», Phys. Rev. В 60, 4370−4377 (1999).
- L.M.Fisher, I.F.Voloshin, V.S.Gorbachev, S.E. Savel’ev, V.Ya. Yampol’skii «Nonlocal critical state model for hard superconductors», Physica С 245, 231−237 (1995).
- B.C. Горбачев, C.E. Савельев, «Нелокальные эффекты в модели критического состояния», ЖЭТФ, 107, 1247−1268 (1995).
- В.В.Шмидт «Введение в теорию сверхпроводимости», Наука, Москва (1983).
- А.Кемпбелл, Дж. Иветс «Критические токи в сверхпроводниках», Мир, Москва (1975).
- A.I.Larkin and Yu.N.Ovchinnikov «Pinning in type II superconductors», J. Low Temp. Phys. 34 n ¾, 409−428 (1979).
- C.P.Bean and J.D.Livingston, «Surface barrier in type-II superconductors», Phys. Rev. Lett. 12, 14−16 (1964).
- P.G. de Gennes, Sol. St. Comm. 3, 127, (1965).
- M. Benkraouda, J.R. Clem, «Magnetic hysteresis from the geometrical barrier in type-II superconducting strips», Phys. Rev. В 53, 5716−5726 (1996).
- E.H.Brandt, «Geometric barrier and current string in type-II superconductors obtained from continuum electrodynamics», Phys. Rev. В 59, 3369−3372 (1999).
- M.Benkraouda, J.R.Clem, «Critical current from surface barriers in type-II superconducting strips», Phys. Rev. В 58, 15 103−15 107 (1998).
- М.Ю.Куприянов, К. К. Лихарев, «Влияние краевого барьера на критический ток сверхпроводящих пленок», ФТТ, 2829−2833 (1974).
- I.L. Maksimov, A.A. Elistratov, «Magnetization curves and hysteresis losses in superconducting films with edge barrier», Appl. Phys. Lett. 72, 1650−1652 (1998).
- И.Л.Максимов, А. А. Елистратов, «Краевой барьер и структура критического состояния в тонких сверхпроводящих пленках», Письма в ЖЭТФ 61, 208−212 (1995).
- L.I.Burlachkov, Y. Yeshurun, M. Konczykowski, F. Holtzberg, «Explanation for the low-temperature behavior of Hcl in YBa2Cu307», Phys. Rev. В 45, 8193−8196 (1992).
- F.Zuo, D. Vacaru, H.M.Duan, A.M.Hermann, «Evidence of surface barrier in single-crystal Tl2Ba2Cu06 superconductors», Phys. Rev. В 47, 5535 (1993).
- И.Л.Максимов, Г. М. Максимова, «Границы устойчивости, структура и релаксация смешанного состояния в сверхпроводящих пленках с краевым барьером», Письма в ЖЭТФ 65, 405−410 (1997).
- L.Kramer, «Stability limits of the Meissner state and the mechanism of spontaneous vortex nucleation in superconductors», Phys. Rev. 170, 475−480 (1968).
- H.J.Fink, A.G.Presson, «Stability limit of the superheated Meissner state due to three-dimensional fluctuations of the order parameter and vector potential», Phys. Rev. 182, 498−503 (1969).
- В.П.Галайко, «Образование вихревых зародышей в сверхпроводниках второго рода», ЖЭТФ 50, 1322−1326 (1966).
- Б.В.Петухов, В. Р. Чечеткин «Скорость проникновения магнитного потока в сверхпроводники второго рода», ЖЭТФ 65, 1653−1657 (1973).
- V.M. Kopylov, А.Е. Koshelev, I. F Shegolev, and T.G. Togonidze, «The role of surface eifects in magnetization of high-Tc superconductors», Physica С 170, 291−297 (1990).
- L. Burlachkov, «Magnetic relaxation over the Bean-Livingston surface barrier», Phys. Rev. В 47, 8056−8064 (1993).
- L. Burlachkov, V.B. Geshkeinbein, A.E. Koshelev, A.I. Larkin, V.M. Vinokur, «Giant flux creep through surface barriers and the irreversibility line in high-temperature superconductors», Phys. Rev. B 50, 16 770−16 773 (1994).
- R.Kato, Y. Enomoto, and S. Maekawa, «Effect of surface boundary on the magnetization process in type-II superconductors», Phys. Rev. B, 47, 8016−8024 (1993).
- R.Kato, Y. Enomoto, and S.Maekawa., Physica C 227, 387 (1994).
- C.Bolech, Gustavo C. Buscaglia, and A. Lopez, «Numerical simulation of vortex arrays in thi superconducting films» Phys. Rev. B 52, R15719−15 722 (1995).
- I.Aranson, M. Gitterman, and B.Y.Shapiro, «Onset of vortices in thin superconducting strips and wires», Phys. Rev. B 51, 3092−3096 (1995).
- I.Aranson, V. Vinokur, «Surface instabilities and vortex transport in current-carrying superconductors», Phys. Rev. B 57, 3073−3083 MQ<
- R.W.Blois and W. De Sorbo, «Surface barrier in type-II superconductors», Phys. Rev. Lett. 12, 499−501 (1964).
- F.Bass, V.D.Freilikher, B.Ya.Shapiro, M. Shvaster, «Effect of the surface roughness on the Bean-Livingston surface barrier», Physica С 260, 231−241 (1996).
- A.Buzdin, M. Daumens, «Electromagnetic pinning of vortices on different types of defects», Physica С 294, 257−269 (1998).
- A.Yu.Aladyshkin, A.S.Mel'nikov, I.A.Shereshevsky and I.D.Tokman, «Effect of surface irregularities on the barriers for vortex entry in type-II superconductors», cond-mat/9 911 430 p.1−2.
- А.И.Ларкин, Ю. Н. Овчинников, «Влияние неоднородностей на свойства сверхпроводников», ЖЭТФ 61, 1221−1230 (1971).
- В.С.Горбачев, С. Е. Савельев, «Поверхностные эффекты в нелокальной модели критического состояния», ЖЭТФ 109, 1387−1404 (1996).
- W.I. Dunn and P. Hlawiczka, «Generalized critical-state model of type II superconductors», J. Phys. D 1, 1469−1476 (1968).
- J.R. Clem, A. Sanchez, Phys. Rev. В 50, 9355 (1994).
- J.R. Clem, Z. Hao, «Theory for the hysteretic properties of the low-field dc magnetization in type-II superconductors», Phys. Rev. В 48, 13 774−13 783 (1993).
- E. Zeldov, J. R. Clem, M. McElfresh, M. Darwin, «Magnetization and transport currents in thin superconducting films», Phys. Rev. В 49, 9802−9822 (1994).
- JI.Г1.Горькое, Н. Б. Копнин, «Движение вихрей и электросопротивление сверхпроводников второго рода в магнитном поле», УФН 116, 413−448 (1975).
- Б.И. Ивлев, Н. Б. Копнин, «Теория токовых состояний в узких сверхпроводящих каналах», УФН 142, 435−471 (1984).
- P. Singha Deo, V.A.Schweigert, and F.M.Peeters, A.K.Geim, «Magnetization of meso-scopic superconducting disks», Phys. Rev. Lett. 79, 4653−4656 (1997).
- P. Singha Deo, V.A.Schweigert, and F.M.Peeters, «Hysteresis in mesoscopic superconducting disks: the Bean-Livingston barrier», Phys. Rev. В 59, 6039−6042 (1999).
- П. Де Жен. Сверхпроводимость металлов и сплавов. Москва, Мир, 1968.(P.G. De Gennes, «Superconductivity of metals and alloys», W.A. Benjamin, Inc. New York -Amsterdam, 1966, p. 88.)
- Л.Г.Асламазов, С. В. Лемпицкий, «Резистивное состояние в широких сверхпроводящих пленках», ЖЭТФ 84, 2216−2227 (1983).
- Т.Wolf, A. Malhofer, «ас susceptibilities of a network of resistively shunted Josephson junctions with self-inductances», Phys. Rev. В 47, 5383−5389 (1993).
- D.-X.Chen,.J.J.Moreno, and A. Hernando, «Evolution from the vortex state to the critical state in a square-columnar Josephson-junction array», Phys. Rev. В 53, 6579−6584 (1996) —
- D.-X.Chen, J.J.Moreno, and A. Hernando, «Nucleation-conrolled vortex entry in a square-columnar Josephson-junction array», Phys. Rev. В 56, 2364−2367 (1996).
- J.R.Clem, in Proceedings of the 13th Conference on Low Temperature Physics (LT-13), edited by K.D. Timmerhaus, W.J. O’Sullivan, and E.F. Hammel (Plenum, New York, 1974), Vol. 3, p. 102.
- Г. М.Максимова, «Смешанное состояние и критический ток в узких сверхпроводящих пленках», ФТТ 40, 1773−1777 (1998).
- J. Gilchrist, «Critical state model: comparision of transverse and elongated geometries», Physica С 219, 67−70 (1994).
- P. Fabbricatore, S. Farinon, G. Gemme, R. Musenich, R. Parodi and B. Zhang, «Effects of fluxon dynamics on higher harmonics of ac susceptibility in type-II superconductors», Phys. Rev. B 50, 3189−3199 (1994).
- E.Dantsker, S. Tanaka, J. Clarke, «High-Tc superconducting quantum interference devices with slots or holes: Low 1/f noise in ambient magnetic fields», Appl. Phys. Lett. 70 2037−2039 (1997).
- M. Wurlitzer, M. Lorenz, K. Zimmer, P. Esquinazi, «ac susceptibility of structured YBaiCu? Qi thin films in transverse magnetic ac fields», Phys. Rev. B, 55, 11 816−11 822 (1997).
- S. Tochihara, H. Yasuoka, H. Mazaki, «Surface barriers in a single-crystal YBa2CuzOj bulk superconductor», Physica C 312, 28−34 (1999).
- D.Yu.Vodolazov, I.L.Maksimov, E.H.Brandt, «Modulation instability of the order parameter in thin-film superconductors with edge barrier», Europhys. Lett. 48, 313−319 (1999).
- J.Pearl, «Current distribution in superconducting films carrying quantized fluxoids», Appl. Phys. Lett. 5, 65 (1964).
- G.M. Maksimova, D.Yu. Vodolazov, M.V. Balakina, I.L. Maksimov, «Effect of an edge barrier on magnetization and higher harmonics of ac-susceptibility of narrow superconducting film», Sol. St. Comm. Ill, 367−372 (1999).
- G.M. Maksimova, D.Yu. Vodolazov, M.V. Balakina, I.L. Maksimov, «Effect of an edge barrier on magnetization and higher harmonics of ac-susceptibility of narrow superconducting film», Sol. St. Comm. Ill, 367−372 (1999).
- D.Yu.Vodolazov, I.L.Maksimov, E.H.Brandt, «Modulation instability of the order parameter in thin-film superconductors with edge barrier», Europhys. Lett. 48, 313−319 (1999).
- Д.Ю.Водолазов, «Распределение экранирующих токов в тонких сверхпроводящих пленках», Письма в ЖТФ 25 вып. 20, 84−88 (1999).
- G.M.Maksimova, D.Yu.Vodolazov, I.L.Maksimov, «Barrier-to-pinning crossover of the ac-susceptibility in thin-film superconductors», Physica В 284−8, 749−750 (2000).
- D.Yu.Vodolazov, I.L. Maksimov, E.H.Brandt, «Modulation instability of superconducting condensate and magnetization curve in type-II superconductor films», Physica В 284−8, 747 748 (2000).
- D.Yu.Vodolazov, I.L.Maksimov, «Distribution of the magnetic field and current density in superconducting films of finite thickness», cond-mat/1 035 p. 1−12.
- D.Yu. Vodolazov, I.L. Maksimov, «Magnetization curves and ac susceptibilites in type-II superconductors: geometry-independent similarity and effect of irreversibility mechanisms», cond-mat/9 911 287 p.1−10
- Д.Ю. Водолазов «Распределение магнитного поля и экранирующих токов в мейс-снеровском состоянии сверхпроводящих пленок», III Нижегородская сессия молодых ученых, март 1998, сб. тезисов докладов, с. 20.
- Г. М. Максимова, Д. Ю. Водолазов, И. Л. Максимов «Обобщенная модель критического состояния и магнитные восприимчивости сверхпроводников второго рода», тезисы докладов конференции «Структура и свойства твердых тел», с. 88, Н. Новгород, 27−28 сентября 1999 г.
- Д.Ю.Водолазов, И. Л. Максимов, Е.Н. Brandt «Модуляционная неустойчивость параметра порядка в сверхпроводниках второго рода», тезисы докладов конференции «Структура и свойства твердых тел», с. 90 Н. Новгород, 27−28 сентября 1999 г.