Эта публикация цитируется в
9 статьях
Сверхпроводимость
Модель поведения гранулярного ВТСП во внешнем магнитном поле: температурная эволюция гистерезиса магнитосопротивления
С. В. Семеновab,
Д. А. Балаевab a Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, г. Красноярск
b Сибирский федеральный университет, г. Красноярск
Аннотация:
Модель, описывающая поведение магнитосопротивления
$R(H)$ гранулярного высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), развиваемая в последнее десятилетие, дает объяснение достаточно необычному виду и таким особенностям гистерезисных зависимостей
$R(H)$ (при
$T=\operatorname{const}$), как локальный максимум, участок с отрицательным магнитосопротивлением, локальный минимум, и др. В рамках этой модели рассматривается эффективное поле в межгранульной среде
$\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}$, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами ВТСП гранул. Оно может быть записано в виде: $\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}(H)=\mathbf{H}+4\pi\alpha\mathbf{M}(H)$, где
$\mathbf{M}(H)$ – экспериментальная зависимость намагниченности,
$\alpha$ – параметр, характеризующий сгущение линий магнитной индукции в межгранульной среде. В результате магнитосопротивление является не просто функцией внешнего поля, но и “внутреннего”, эффективного поля:
$R(H)=f(\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}(H))$. Исследовано магнитосопротивление гранулярного ВТСП YBa
$_{2}$Cu
$_{3}$O
$_{7-\delta}$ в широком диапазоне температур. Экспериментальные гистерезисные зависимости
$R(H)$, полученные в диапазоне высоких температур (77–90 K), хорошо объясняются в рамках этой модели, и значение параметра
$\alpha$ составляет 20–25. Однако для температуры 4.2 K локальные экстремумы не наблюдаются, хотя выражение для
$\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}(H)$ предсказывает их наличие, а параметр
$\alpha$ несколько вырастает (
$\sim$ 30–35) для этой температуры. Дополнительным фактором, который необходимо учитывать в этой модели, может быть перераспределение траекторий микроскопического тока, также влияющее на процессы диссипации в межгранульной среде. Для области низких температур и в условиях сильного сжатия магнитного потока (
$\alpha\sim$ 30–35) возможно изменение микроскопических траекторий тока
$\operatorname{I}_{m}$ при котором предпочтительнее туннелирование через соседнюю гранулу, но угол между
$\operatorname{I}_{m}$ и
$\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}$ будет заметно меньше 90
$^\circ$, хотя направления внешнего поля (а также эффективного поля) и макроскопического тока взаимно перпендикулярны.
Ключевые слова:
гранулярные ВТСП, гистерезис магнитосопротивления, межгранульные границы. Поступила в редакцию: 13.02.2020
Исправленный вариант: 13.02.2020
Принята в печать: 18.02.2020
DOI:
10.21883/FTT.2020.07.49464.029