Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга

Экспериментально исследована динамика захваченных в малых постоянных полях, порядка земного, магнитных потоков в монокристаллах YBCO с сильными центрами пиннинга, образующимися в структуре однонаправленных границ двойникования. В области сильных термических флуктуаций вблизи сверхпроводящего фазов...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2012
Hauptverfasser:	Монарха, В.Ю., Тимофеев, В.П., Шабло, А.А.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2012
Schriftenreihe:	Физика низких температур
Schlagworte:	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116768
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга / В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 1. — С. 39-43. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-116768
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1167682017-05-16T03:02:47Z Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга Монарха, В.Ю. Тимофеев, В.П. Шабло, А.А. Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Экспериментально исследована динамика захваченных в малых постоянных полях, порядка земного, магнитных потоков в монокристаллах YBCO с сильными центрами пиннинга, образующимися в структуре однонаправленных границ двойникования. В области сильных термических флуктуаций вблизи сверхпроводящего фазового перехода впервые установлено существенное отличие хода изотермической релаксации намагниченности от логарифмического, ранее наблюдавшегося только в сильных магнитных полях. В рамках линейной модели термоактивированного крипа Андерсона–Кима проведена оценка эффективного потенциала пиннинга по данным эксперимента. Показано, что при близких к критической температурах обратная логарифмическая модель Зельдова лучше описывает падение намагниченности, особенно при больших временах измерений. Експериментально досліджено динаміку захоплених у малих постійних магнітних полях, близьких до земного, потоків в монокристалах YBCO з сильними центрами пінінгу, які утворені односпрямованими межами двійнікування. У області значних термічних флуктуацій біля надпровідного фазового переходу вперше встановлено суттєву відміну ходу ізотермічної релаксації намагнічування від логарифмічного, який раніш спостерігався тільки у сильних магнітних полях. У межах лінійної моделі термоактивованого крипу Андерсона–Кіма зроблено оцінку ефективного потенціалу пінінгу за експериментальними даними. Виявлено, що в інтервалі близьких до критичної температур зворотно-логарифмічна модель Зельдова краще описує падіння намагніченості, особливо при великих часах вимірювань. The dynamics of magnetic flux trapped in low constant fields are investigated experimentally in YBCO single crystals with strong pinning centers that are formed by the unidirectional twin boundary system. It is found that within the domain of strong thermal fluctuations in the vicinity of the superconducting phase transition the logarithmic isothermal relaxation of magnetization differs essentially from the quasilogarithmic one previously observed only at high magnetic fields. Using the of Anderson–Kim linear model of thermal activated creep the effective pinning potential was estimated. It is shown that the Zeldov inverse logarithmic model offers a much correct description of magnetization drop much at temperatures close to the critical ones, especially for long measurement times. 2012 Article Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга / В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 1. — С. 39-43. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0132-6414 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116768 74.72.–h ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
spellingShingle	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Монарха, В.Ю. Тимофеев, В.П. Шабло, А.А. Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга Физика низких температур
description	Экспериментально исследована динамика захваченных в малых постоянных полях, порядка земного, магнитных потоков в монокристаллах YBCO с сильными центрами пиннинга, образующимися в структуре однонаправленных границ двойникования. В области сильных термических флуктуаций вблизи сверхпроводящего фазового перехода впервые установлено существенное отличие хода изотермической релаксации намагниченности от логарифмического, ранее наблюдавшегося только в сильных магнитных полях. В рамках линейной модели термоактивированного крипа Андерсона–Кима проведена оценка эффективного потенциала пиннинга по данным эксперимента. Показано, что при близких к критической температурах обратная логарифмическая модель Зельдова лучше описывает падение намагниченности, особенно при больших временах измерений.
format	Article
author	Монарха, В.Ю. Тимофеев, В.П. Шабло, А.А.
author_facet	Монарха, В.Ю. Тимофеев, В.П. Шабло, А.А.
author_sort	Монарха, В.Ю.
title	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга
title_short	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга
title_full	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга
title_fullStr	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга
title_full_unstemmed	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга
title_sort	нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности втсп с сильными центрами пиннинга
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116768
citation_txt	Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга / В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло // Физика низких температур. — 2012. — Т. 38, № 1. — С. 39-43. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT monarhavû narušenielogarifmičeskogohodarelaksaciinamagničennostivtspssilʹnymicentramipinninga AT timofeevvp narušenielogarifmičeskogohodarelaksaciinamagničennostivtspssilʹnymicentramipinninga AT šabloaa narušenielogarifmičeskogohodarelaksaciinamagničennostivtspssilʹnymicentramipinninga
first_indexed	2025-07-08T11:00:58Z
last_indexed	2025-07-08T11:00:58Z
_version_	1837076273398022144
fulltext	© В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло, 2012 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 1, c. 39–43 Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина E-mail: timofeev@ilt.kharkov.ua Статья поступила в редакцию 16 мая 2011 г. Экспериментально исследована динамика захваченных в малых постоянных полях, порядка земного, магнитных потоков в монокристаллах YBCO с сильными центрами пиннинга, образующимися в струк- туре однонаправленных границ двойникования. В области сильных термических флуктуаций вблизи сверхпроводящего фазового перехода впервые установлено существенное отличие хода изотермической релаксации намагниченности от логарифмического, ранее наблюдавшегося только в сильных магнитных полях. В рамках линейной модели термоактивированного крипа Андерсона–Кима проведена оценка эф- фективного потенциала пиннинга по данным эксперимента. Показано, что при близких к критической температурах обратная логарифмическая модель Зельдова лучше описывает падение намагниченности, особенно при больших временах измерений. Експериментально досліджено динаміку захоплених у малих постійних магнітних полях, близьких до земного, потоків в монокристалах YBCO з сильними центрами пінінгу, які утворені односпрямованими межами двійнікування. У області значних термічних флуктуацій біля надпровідного фазового переходу вперше встановлено суттєву відміну ходу ізотермічної релаксації намагнічування від логарифмічного, який раніш спостерігався тільки у сильних магнітних полях. У межах лінійної моделі термоактивованого крипу Андерсона–Кіма зроблено оцінку ефективного потенціалу пінінгу за експериментальними даними. Виявлено, що в інтервалі близьких до критичної температур зворотно-логарифмічна модель Зельдова краще описує падіння намагніченості, особливо при великих часах вимірювань. PASC: 74.72.–h Купратные сверхпроводники. Ключевые слова: монокристаллы YBa2Cu3O7–δ, релаксация намагниченности, малые магнитные поля, границы двойникования, пиннинг. Введение Несмотря на огромное количество теоретических и экспериментальных работ по изучению структуры и динамики магнитных потоков в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) до настоящего момента от- сутствует полное понимание механизмов пиннинга аб- рикосовских вихрей [1,2]. Большая часть исследований сконцентрирована на выяснении основных процессов взаимодействия вихревой решетки с ВТСП, опреде- ляющих предельные характеристики сверхпроводника в сильных магнитных полях. Область малых полей, по- рядка земного магнитного, и область температур, близ- ких к критической (Tc) в нулевом поле, остается наиме- нее изученной. Для разработки высокочувствительных ВТСП сквид-датчиков, болометров, СВЧ резонаторов и других элементов сверхпроводниковой электроники азотного уровня охлаждения подобные исследования в слабых магнитных полях (H ≈ 1 Э) в этой области тем- ператур становятся особенно актуальны. Динамика магнитных потоков, связанная с крипом и скачками вихрей, зависит от пиннинга на структурных дефектах образцов и определяется энергией термо- активации этих метастабильных процессов. Скачки вих- рей вносят существенный вклад в генерацию низко- частотных магнитных шумов, зависят от наличия и эффективности центров пиннинга используемых ВТСП материалов. Вероятность прыжков магнитных вихрей растет экспоненциально с ростом температуры и уменьшением силы пиннинга, поэтому микроструктура В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло 40 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 1 ВТСП материала и соответствующие энергии актива- ции играют решающую роль в динамике магнитных потоков. В настоящей работе изложены результаты исследо- вания динамики захваченных магнитных потоков малой плотности в беспримесных монокристаллических об- разцах YBa2Cu3O7–x (далее в тексте YBCO) вблизи об- ласти сверхпроводящего фазового перехода. Для этого регистрировали изотермическую релаксацию магнитно- го момента, обусловленного потоками, захваченными в слабых постоянных магнитных полях (одиночные абри- косовские вихри и их связки). В результате сравнения образцов различной кристаллической структуры обна- ружено влияние термоактивированной трансформации джозефсоновских слабых связей на эффективный пин- нинг в системе однонаправленных границ двойникова- ния (ГД). Использованный бесконтактный магнитометриче- ский метод измерения обеспечивал в эксперименте необходимую чувствительность (≈ 8·10–11 А·м2 по маг- нитному моменту), приемлемую термостабилизацию измерительной камеры (≈ 10 мК), полностью устранял подготовительные операции над образцами и позволял сохранить их исходную структуру. Применение высо- кочувствительного ВЧ сквида в качестве датчика маг- нитометра позволило значительно расширить диапазон прикладываемых магнитных полей в область малых значений напряженности (до ~ 0,1 Э) и исследовать ди- намику слабых захваченных потоков в ВТСП. Методика эксперимента и выбор образцов В качестве основного объекта исследований были выбраны беспримесные ориентированные монокри- сталлические образцы YBCO. Исследуемые образцы имели размеры порядка 1×1 мм, а толщину около 0,015–0,02 мм. При этом главная кристаллографиче- ская ось c перпендикулярна наибольшей плоскости (см. вставку на рис. 1,б). Необходимый для получения максимального значения Tc отжиг в потоке кислорода приводит к преобразованию тетрагональной структуры кристаллов в орторомбическую и, как следствие, к об- разованию плоскостей двойникования при снятии внутренних напряжений. Известно [1], что подобная перестройка структуры происходит и в поликристал- лах, и в тонкопленочных ВТСП. Для исследования ро- ли этих плоскостных дефектов на процессы пиннинга нами были отобраны монокристаллические образцы YBCO, у которых однонаправленные границы двойни- кования ориентированы параллельно оси c кристалла по всей его толщине, а степень блочности была мини- мальна. Наиболее перспективные ВТСП материалы принад- лежат к сверхпроводникам 2-го рода. Магнитное поле способно проникать в них в виде абрикосовских вих- рей, которые закрепляются на различных дефектах кристаллической структуры (вакансии, дислокации, примеси, межблочные границы, границы двойникова- ния и т.д.) — центрах пиннинга. Под действием силы Лоренца, обусловленной, например, градиентом плот- ности вихрей или транспортным током, а также под воздействием термической активации, происходящей с вероятностью ~ exp ( / )U kT− , вихри начинают кванто- вано перепрыгивать с одного центра пиннинга на бли- жайший соседний, возникнет диссипация, сверхпро- водник переходит в резистивное состояние. Здесь: U — эффективная энергия активации скачков, фактически равная усредненной глубине потенциала пиннинга; k — постоянная Больцмана; T — температура образца. Эти процессы, связанные с движением абрикосовских вихрей и их связок, и определяют плотность критиче- ского тока образца (Jc), максимальный бездиссипатив- ный ток в исследуемом сверхпроводящем материале. Для изучения динамики магнитных потоков, связан- ных с влиянием объемных центров пиннинга YBCO монокристаллов, измерения проводили в режиме охла- ждения образца в заданном однородном магнитном по- ле соленоида (режим FC — field cooling). При выключе- нии поля (или при его уменьшении) абрикосовские вихри захватываются различными дефектами по всему монокристаллу, роль приповерхностных энергетических барьеров в динамике магнитных потоков минимальна. Термоактивированный крип отдельных вихрей и их свя- зок приводит к перераспределению и затуханию сверх- токов, интегральный дипольный момент начинает уменьшаться, а усредненная намагниченность М сверх- проводящего образца релаксировать [4]. Данные по исследованию динамики магнитных пото- ков в сверхпроводниках используются для получения важнейших параметров механизма пиннинга вихрей в ВТСП. При этом в простейшем случае эффективную глубину потенциала пиннинга можно оценить из изме- рения нормированной скорости изотермической релак- сации намагниченности во времени t: 0( ) 1 / ( / ln ) /S t M dM d t kT U= = − , (1) где M0 — начальное значение намагниченности, за которое при теоретических оценках обычно принима- ют намагниченность в критическом состоянии Бина. Однако практически все опубликованные исследова- ния по релаксации намагниченности ВТСП различных кристаллических структур проводили в сильных маг- нитных полях (порядка нескольких кЭ), когда сущест- венную роль играют процессы взаимодействия в жест- кой, хорошо сформированной решетке магнитных вихрей. При этом полученные экспериментальные дан- ные очень чувствительны к ориентации поля относи- тельно кристаллографических плоскостей исследуемо- го образца, его линейных или плоскостных дефектов. Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 1 41 Как было показано в работе [5], с точки зрения тео- рии коллективного пиннинга в слабых магнитных по- лях реализуется крип невзаимодействующих вихрей. При этом скорость движения магнитного потока, дли- на корреляции L0 и потенциал пиннинга U0 не зависят от величины магнитного поля, а результаты измерений слабо чувствительны к отклонению магнитного поля H от направления оси c монокристалла YBCO. Кроме того, величина плотности критического тока, опреде- ляемая равенством удельных сил пиннинга и силы Ло- ренца 0 0 0/cJ U c LΦ= , также не чувствительна к углу наклона H. Результаты экспериментов и их обсуждение В процессе проведения исследований нами исполь- зована стандартная методика измерения намагниченно- сти по регистрации отклика радиочастотного сквид-гра- диентометра на наведенный в однородном постоянном магнитном поле (Hz) соленоида магнитный момент об- разца [6]. При изучении особенностей сверхпроводящих фазовых переходов и изотермической релаксации на- магниченности охлаждение испытываемых образцов (от температуры ≈ 150 К до минимальной ≈ 30–50 К) про- изводили в заданном малом магнитном поле по методу FC (field cooling). Затем поле выключали, отогревали монокристалл (со скоростью ≈ 0,2 К/мин) и регистриро- вали зависимость намагниченности, обусловленной захваченными потоками, от температуры M(T) — сверхпроводящий фазовый переход образца. При этом монокристалл нагревался до максимальной температу- ры T ≈ 150 К. Далее измеряли изотермическую релаксацию на- магниченности M(t). Для этого включали поле соле- ноида, начиналось охлаждение образца с умеренной скоростью, устанавливалась и стабилизировалась не- обходимая выбранная температура измерительной ка- меры, после этого ток соленоида отключали (H = 0) и сразу же производили регистрацию уменьшения во времени намагниченности M(t), обусловленной крипом захваченных потоков. На рис. 1,а. приведена динамика изотермической релаксации намагниченности M(t), нормированной на ее начальное значение M0, одного из исследуемых мо- нокристаллов с однонаправленными плоскостями двойникования при различных температурах вблизи сверхпроводящего фазового перехода ( onset cT = 88,8 K). Магнитное поле соленоида при охлаждении образца было направлено вдоль оси c монокристалла и равно 80 А/м (≈ 1 Э). При такой ориентации поле параллель- но плоскостям ГД кристалла, и наиболее эффективно осуществляется пиннинг абрикосовских вихрей. По- добные зависимости с хорошей степенью воспроизво- димости были получены для ряда других монокри- сталлов YBCO оптимального уровня насыщения кислородом. На рис. 1,б экспериментальные данные для тех же температур показаны в полулогарифмиче- ском масштабе. Хорошо видно, что линейная модель Андерсона–Кима не может описать поведение M(t) в широком временном интервале и при всех температу- рах. На вставке, в качестве иллюстрации, приведена нормированная зависимость M(T)/M0 — сверхпрово- дящий фазовый переход этого монокристалла. Для нижнего интервала температур образца (T/Tc ≤ 0,8) изотермическая релаксация намагниченности имеет начальный ход со слабо выраженной динамикой, пере- ходя затем к квазилогарифмическому поведению, опи- сываемому линейной моделью Андерсона–Кима [4]. Однако при более высоких температурах и при боль- ших временах регистрации характер поведения M(t) Рис. 1. Изотермическая релаксация намагниченности M(t), нормированная на свое начальное значение M0, одного из исследо- ванных YBCO монокристаллов с однонаправленными границами двойникования (а). Экспериментальные данные M(t)/M0, по- строенные в полулогарифмическом масштабе (б). На вставке показан сверхпроводящий фазовый переход исследованного об- разца, 0 1 2 3 4 5 6 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 M M/ 0 M M/ 0 M M/ 0 t , 10 c 3 t , c 77 К 87 К 85 К 83 К 81 К 10 100 1000 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 77 К 87 К а б 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 T, К T c onset = 88,8 К В.Ю. Монарха, В.П. Тимофеев, А.А. Шабло 42 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 1 заметно меняется. Вблизи области фазового перехода (T → Tc), в присутствии сильных термических флук- туаций, динамика вихрей начинает походить на режим термоактивированного течения потока (TAFF — ther- mally assisted flux flow) [1]. Подобное поведение M(t) в таких слабых магнитных полях ранее не наблюдалось. Как видно на рисунках, при малых начальных вре- менах наблюдения намагниченность не изменяется, или падает очень медленно. При относительно малых температурах это можно объяснить экспоненциальным снижением термического крипа магнитного потока и присутствием не подавленных магнитным полем слу- чайных джозефсоновских связей в областях границ двойникования [6]. По мере увеличения температуры вероятность крипа захваченных потоков возрастает, релаксация M(t) становится заметной во временном интервале, порядка нескольких сотен секунд с начала регистрации. При T → Tc сильные термические флук- туации вызывают гигантский крип вихрей и их связок, наблюдается динамика захваченных потоков, близкая к режиму TAFF. Границы двойников включают CuOx слои, содер- жащие вакансии кислорода, расположенные вдоль их плоскостей и оказывающие локальное сильное влияние на подавление сверхпроводящего параметра порядка, приводя к понижению энергии активации крипа за- хваченных вихрей. Поэтому плотность вихревых нитей на двойниках выше, чем в остальном кристалле. Учи- тывая, что в поле ≈ 1 Э межвихревое расстояние (≈ 103 нм) сопоставимо с периодом ГД (≈ 103 нм) и глубиной проникновения поля в данном интервале температур (≈ 104–105 нм), можно ожидать, что все вихри локализованы на двойниках. Вслед за квазилога- рифмическим падением намагниченности при больших временах наблюдения зарегистрировано существова- ние области сильных тепловых флуктуаций. Это согла- суется с ранее проведенным анализом [1], согласно которому, в отличие от классических низкотемпера- турных сверхпроводников, в ВТСП термические флук- туации вблизи фазового перехода могут играть суще- ственную роль. При этом параметр Гинзбурга достигает величины Gi ≈ 0,01. По результатам измерений изотермической релак- сации намагниченности произведена оценка ее усред- ненной нормированной скорости S в температурном интервале 70 К ≤ T ≤ 87 К (см. рис. 2,а) с помощью выражения (1). Сделанная оценка S по величине не противоречит экспериментальным данным других ав- торов, полученным для подобных ВТСП образцов, но в сильных магнитных полях [3,4]. Однако для верхнего температурного интервала, в связи с заметным откло- нением от логарифмического хода (особенно выражен- ным при больших временах наблюдения, t ≥ 1000 с), линейная модель Андерсона–Кима, для которой нор- мированная энергия активации крипа связана с током соотношением U/U0=(1 – J/Jc), становится плохо при- менима. В этом выражении U0 — усредненная глубина энергетического потенциала центров пиннинга в от- сутствие тока и термических флуктуаций. Для описа- ния экспериментальных данных в рассматриваемых режимах нами предпринята попытка использовать об- ратную логарифмическую, U/U0 = ln (Jc/J), модель Зельдова [4,7]. Согласно этой модели ток в сверхпро- воднике связан с U0 и макроскопическим временным параметром t0 соотношением ( ) ( ){ }0 0/ exp / ln /cJ J kT U t t= − . (2) Рис. 2. Нормированная скорость изотермической релаксации намагниченности S, оцененная с помощью линейной по току мо- дели Андерсона–Кима. На вставке схематично показаны особенности структуры используемых образцов и картина пиннинга абрикосовских вихрей (а). Типичные зависимости M(t)/M0 для двух выбранных температур с наложенными расчетными кри- выми по соотношению (2). Для T = 77 К константы модели Зельдова: kT/U0 = 1,1·10–3 и t0 = 80 с. Для T = 85 К: kT/U0 = 8·10–3 и t0 = 300 с. На вставке показана возможная оценка S с помощью простейшей линейной модели (б). 1010 100100 10001000 0,850,85 0,900,90 0,950,95 1,001,00 7777 КК 8585 КК tt, c, c tt, c, c 100100 10001000 0,9880,988 0,9900,990 0,9920,992 0,9940,994 0,9960,996 0,9980,998 1,0001,000 7777 КК cc вихри Авихри Абрикбрикоосовсоваа ГГДД YBCOYBCO 6565 7070 7575 8080 8585 9090 00 0,010,01 0,020,02 TT,, КК SS MM MM// 00 MM MM// 00 SS = 8,3·10= 8,3·10 ––44 SS = 6,7·10= 6,7·10 ––44 ббаа Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2012, т. 38, № 1 43 А поскольку M определяется токами, наведенными в образце, то 0/S kT U= − . В качестве иллюстрации на рис. 2,б показаны экс- периментальные точки, снятые по измерению релакса- ции намагниченности монокристалла для двух доста- точно сильно отличающихся температур (77 и 85 К), и кривые, описывающие эти данные согласно обратной логарифмической модели Зельдова. Как видно на ри- сунке, для нижнего диапазона исследованных темпера- тур поведение M(t) хорошо согласуется с этой моде- лью во всем временном интервале проведенных измерений. Для T → Tc выбранная модель описывает ход экспериментальной кривой с приемлемой точно- стью при больших временах наблюдения. Заключение Впервые проведены исследования динамики маг- нитных потоков, захваченных в малых полях (H ≈ 1 Э) в монокристаллических YBCO образцах с упорядочен- ной кристаллической структурой границ двойникова- ния при температурах, близких к критической. Показа- но существенное влияние кристаллической структуры (в первую очередь ГД) монокристаллов на скорость релаксации намагниченности S. Установлена возмож- ность существенно нелогарифмического хода изотер- мической релаксации M(t), в рамках различных моде- лей термоактивированного крипа, проведена оценка эффективного потенциала пиннинга в этих условиях. Продемонстрировано, что обратная логарифмическая модель термоактивированного крипа Зельдова хорошо описывает поведение намагниченности YBCO моно- кристаллических образцов в широком временном ин- тервале при этих температурах. Полученные результаты полезны и актуальны для понимания механизмов пиннинга в ВТСП, могут быть использованы на практике при проектировании высо- кочувствительных сверхпроводниковых приемных уст- ройств для снижения собственных магнитных шумов ВТСП датчиков и повышения чувствительности прием- ной аппаратуры азотного уровня охлаждения. Авторы выражают благодарность М.А. Оболенско- му и А.В. Бондаренко за предоставленные образцы мо- нокристаллов. 1. G. Blatter, M.V. Feigel’man, V.B. Geshkenbein, A.I. Larkin, and V.M. Vinokur, Rev. Mod. Phys. 66, 1125 (1994). 2. Rongchao Ma, arXiv:cond-mat/1101.0442v1 [cond-mat.supr- con] 3 Jan 2011. 3. D. Miu, L. Miu, G. Jakob, and H. Adrian, Physica C460- 462, 1243 (2007). 4. Y. Yeshurun, A.P. Malozemoff, and A. Shaulov, Rev. Mod. Phys. 68, 911 (1996); В.П. Тимофеев, А.А. Шабло, В.Ю. Монарха, ФНТ 35, 1192 (2009) [Low Temp. Phys. 35, 926 (2009)]. 5. А.В. Бондаренко, А.А. Продан, М.А. Оболенский, Р.В. Вовк, Т.Р. Ароури, ФНТ 27, 463 (2001) [Low Temp. Phys. 27, 339 (2001)]; М.А. Оболенский, А.В. Бондаренко, В.А. Шкловский, Р.В. Вовк, А.А. Продан, ФНТ 24, 71 (1998) [Low Temp. Phys. 24, 53 (1998)]. 6. В.П. Тимофеев, А.В. Бондаренко, ФНТ 30, 810 (2004) [Low Temp. Phys. 30, 610 (2004)]; В.П. Тимофеев, А.Н. Омельянчук и Ю.Т. Петрусенко, ФНТ 31, 1405 (2005) [Low Temp. Phys. 31, 1067 (2005)]. 7. E. Zeldov, N. Amer, G. Koren, A. Gupta, M. McElfresh, and R. Gambino, Appl. Phys. Lett. 56, 680 (1990). Breach of the logarithmic magnetic relaxation behavior of HTSC with strong pinning centers V.Yu. Monarkha, V.P. Timofeev, and A.A. Shablo The dynamics of magnetic flux trapped in low con- stant fields are investigated experimentally in YBCO single crystals with strong pinning centers that are formed by the unidirectional twin boundary system. It is found that within the domain of strong thermal fluc- tuations in the vicinity of the superconducting phase transition the logarithmic isothermal relaxation of magnetization differs essentially from the quasi- logarithmic one previously observed only at high magnetic fields. Using the of Anderson–Kim linear model of thermal activated creep the effective pinning potential was estimated. It is shown that the Zeldov inverse logarithmic model offers a much correct de- scription of magnetization drop much at temperatures close to the critical ones, especially for long measure- ment times. PASC: 74.72.–h Cuprate superconductors. Keywords: YBa2Cu3O7–δ single crystals, relaxation of magnetization, low magnetic fields, twin boundaries, pinning.

Нарушение логарифмического хода релаксации намагниченности ВТСП с сильными центрами пиннинга

Institution

Ähnliche Einträge