Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода

Приведены результаты теоретических расчетов вольт-амперной характеристики, поглощенной мощности и импеданса сверхпроводников второго рода в модели анизотропного пиннинга....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
Hauptverfasser: Шкловский, В.А., Хоп Данг Тхи Бик
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2009
Schriftenreihe:Физика низких температур
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/117136
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:Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода / В.А. Шкловский, Хоп Данг Тхи Бик // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 5. — С. 469-474. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-117136
record_format dspace
spelling irk-123456789-1171362017-05-21T03:03:21Z Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода Шкловский, В.А. Хоп Данг Тхи Бик Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Приведены результаты теоретических расчетов вольт-амперной характеристики, поглощенной мощности и импеданса сверхпроводников второго рода в модели анизотропного пиннинга. Наведено результати теоретичних розрахунків вольт-амперної характеристики, потужності, яка поглинається, та імпедансу надпровідників другого роду в моделі анізотропного пінінгу. The paper reports the theoretical results on current-voltage characteristics, microwave absorption and impedance of type-II superconductors calculated in the framework of the model of anisotropic pinning. 2009 Article Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода / В.А. Шкловский, Хоп Данг Тхи Бик // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 5. — С. 469-474. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 74.25.Fy, 74.25.Qt , 74.25.Sv http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/117136 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
Шкловский, В.А.
Хоп Данг Тхи Бик
Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
Физика низких температур
description Приведены результаты теоретических расчетов вольт-амперной характеристики, поглощенной мощности и импеданса сверхпроводников второго рода в модели анизотропного пиннинга.
format Article
author Шкловский, В.А.
Хоп Данг Тхи Бик
author_facet Шкловский, В.А.
Хоп Данг Тхи Бик
author_sort Шкловский, В.А.
title Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
title_short Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
title_full Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
title_fullStr Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
title_full_unstemmed Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
title_sort влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate 2009
topic_facet Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/117136
citation_txt Влияние транспортного тока на микроволновое поглощение вихрями в сверхпроводниках второго рода / В.А. Шкловский, Хоп Данг Тхи Бик // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 5. — С. 469-474. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series Физика низких температур
work_keys_str_mv AT šklovskijva vliânietransportnogotokanamikrovolnovoepogloŝenievihrâmivsverhprovodnikahvtorogoroda
AT hopdangthibik vliânietransportnogotokanamikrovolnovoepogloŝenievihrâmivsverhprovodnikahvtorogoroda
first_indexed 2025-07-08T11:42:29Z
last_indexed 2025-07-08T11:42:29Z
_version_ 1837078885156519936
fulltext Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 5, ñ. 469–474 Âëèÿíèå òðàíñïîðòíîãî òîêà íà ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå âèõðÿìè â ñâåðõïðîâîäíèêàõ âòîðîãî ðîäà Â.À. Øêëîâñêèé1,2, Õîï Äàíã Òõè Áèê1 1 Õàðüêîâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Â.Í. Êàðàçèíà, ã. Õàðüêîâ, 61077, Óêðàèíà E-mail: shklovskij@univer.kharkov.ua 2 Íàöèîíàëüíûé íàó÷íûé öåíòð «Õàðüêîâñêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò» Èíñòèòóò òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè, óë. Àêàäåìè÷åñêàÿ, 1, ã. Õàðüêîâ, 61108, Óêðàèíà Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 5 äåêàáðÿ 2008 ã. Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ âîëüò-àìïåðíîé õàðàêòåðèñòèêè, ïîãëîùåííîé ìîùíîñòè è èìïåäàíñà ñâåðõïðîâîäíèêîâ âòîðîãî ðîäà â ìîäåëè àíèçîòðîïíîãî ïèííèíãà. Íàâåäåíî ðåçóëüòàòè òåîðåòè÷íèõ ðîçðàõóíê³â âîëüò-àìïåðíî¿ õàðàêòåðèñòèêè, ïîòóæíîñò³, ÿêà ïîãëèíàºòüñÿ, òà ³ìïåäàíñó íàäïðîâ³äíèê³â äðóãîãî ðîäó â ìîäåë³ àí³çîòðîïíîãî ï³í³íãó. PACS: 74.25.Fy Òðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà; 74.25.Qt Âèõðåâûå ðåøåòêè, ïèííèíã ïîòîêà, ïîëçó÷åñòü ïîòîêà; 74.25.Sv Êðèòè÷åñêèå òîêè. Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïèííèíã, êðèòè÷åñêèé òîê, ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå, âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà, ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå. 1. Ââåäåíèå Îäèí èç íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûõ ýêñïåðè- ìåíòàëüíûõ ìåòîäîâ èçó÷åíèÿ äèíàìèêè âèõðåé â ñâåðõïðîâîäíèêàõ âòîðîãî ðîäà ñâÿçàí ñ èçìåðåíèåì êîìïëåêñíîãî ýëåêòðîäèíàìè÷åñêîãî îòêëèêà â ðàäèî- ÷àñòîòíîì èëè ìèêðîâîëíîâîì äèàïàçîíå. Òàêîé îò- êëèê íà ÷àñòîòàõ, çíà÷èòåëüíî ìåíüøèõ õàðàêòåðíûõ ÷àñòîò ðàçðóøåíèÿ ýíåðãåòè÷åñêîé ùåëè, ñîäåðæèò, òåì íå ìåíåå, âàæíóþ èíôîðìàöèþ î äèññèïàòèâíûõ ïðîöåññàõ â ñâåðõïðîâîäíèêå.  ñëó÷àå, êîãäà ñèëà Ëîðåíöà, äåéñòâóþùàÿ íà âèõðè, ÿâëÿåòñÿ ïåðåìåí- íîé, ðåçèñòèâíûé îòêëèê íà ÷àñòîòå âíåøíåãî âîçäåé- ñòâèÿ ïðèîáðåòàåò, áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ ïèííèíãà, ìíèìóþ (ò.å. íå ñîâïàäàþùóþ ïî ôàçå) êîìïîíåíòó. Ïî ýòîé ïðè÷èíå èçìåðåíèÿ çàâèñèìîñòè êîìïëåêñíî- ãî îòêëèêà îò ÷àñòîòû ìîãóò ñîäåðæàòü îïðåäåëåííóþ èíôîðìàöèþ î ñèëàõ ïèííèíãà. Íàèáîëåå ðàííÿÿ òåîðåòè÷åñêàÿ ìîäåëü Ãèòòëåìà- íà è Ðîçåíáëþìà (ÃÐ) [1] ðàññìàòðèâàëà ìàëûå êîëå- áàíèÿ âèõðÿ â ãàðìîíè÷åñêîì ïîòåíöèàëå ïèííèíãà â óñëîâèÿõ âÿçêîãî òðåíèÿ. ÃÐ èçó÷èëè ïîãëîùåíèå ìîùíîñòè íà âèõðÿõ â ïëåíêàõ PbIn è NbTa â øèðîêîì äèàïàçîíå ÷àñòîò � è óñïåøíî ïðîàíàëèçèðîâàëè ñâîè ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû íà îñíîâå ïðîñòåéøå- ãî óðàâíåíèÿ äâèæåíèÿ âèõðÿ ��x k x Fp L� � , (1) ãäå x åñòü ñìåùåíèå âèõðÿ, k p— êîíñòàíòà, õàðàêòå- ðèçóþùàÿ âîçâðàùàþùóþ ñèëó â ïîòåíöèàëüíîé ÿìå ïèííèíãà (òàê íàçûâàåìûé ïàðàìåòð Ëàáóøà [2]), �— ëèíåéíàÿ âÿçêîñòü âèõðÿ, F /ñ jL � ( )�0 — ñèëà Ëîðåí- öà, �0 – êâàíò ìàãíèòíîãî ïîòîêà, ñ — ñêîðîñòü ñâåòà è j j i t� 0e � åñòü ïëîòíîñòü ïåðåìåííîãî òðàíñïîðòíî- ãî òîêà ñ àìïëèòóäîé j 0. Èç óðàâíåíèÿ (1) ëåãêî ïîëó- ÷èòü [1], ÷òî êîìïëåêñíîå ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèå �� �� E /j 0 (ãäå E� åñòü íàïðÿæåííîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ) äàåòñÿ ôîðìóëîé � � � � � � � f p p i / i / � � ( ) ( )1 , (2) ãäå � �f B / c� �0 2 — ñîïðîòèâëåíèå òå÷åíèÿ ìàãíèòíî- ãî ïîòîêà â ïîëå B è � �p pk /� — ÷àñòîòà äåïèííèíãà. Êàê ñëåäóåò èç óðàâíåíèé (1) è (2), ñèëû ïèííèíãà äî- ìèíèðóþò íà íèçêèõ ÷àñòîòàõ (� � p ), ãäå �� íåäèñ- © Â.À. Øêëîâñêèé, Õîï Äàíã Òõè Áèê, 2009 ñèïàòèâíî, òîãäà êàê íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ( )� � p äî- ìèíèðóþò âÿçêèå ñèëû è �� ÿâëÿåòñÿ äèññèïàòèâíûì. Âìåñòå ñ òåì ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî â ïðåäëîæåí- íîì àâòîðàìè ðàáîòû [1] ïîäõîäå íå áûëè ó÷òåíû äâà âàæíûõ äëÿ ýêñïåðèìåíòà îáñòîÿòåëüñòâà. Îäíî èç íèõ ñâÿçàíî ñ âîçìîæíîñòüþ ïðîàíàëèçèðîâàòü íå òîëüêî îäíîìåðíóþ, íî è äâóìåðíóþ äèíàìèêó âèõðÿ â èñïîëüçîâàííîì â [1] ïåðèîäè÷åñêîì ïîòåíöèàëå ïèííèíãà òèïà «ñòèðàëüíîé äîñêè». Îíî ïîçâîëÿåò òàêæå ðàññìîòðåòü âëèÿíèå íà ìèêðîâîëíîâîå ïîãëî- ùåíèå è ýôôåêòîâ íàïðàâëåííîãî äâèæåíèÿ âèõðåé, êîòîðîå ðàíåå èññëåäîâàëîñü ëèøü ïðèìåíèòåëüíî ê èçó÷åíèþ ðåçèñòèâíûõ îòêëèêîâ â àíàëîãè÷íîé çàäà÷å òîëüêî íà ïîñòîÿííîì òîêå [3]. Âòîðîå îáñòîÿòåëüñòâî ñâÿçàíî ñ âîçìîæíûì âëèÿíèåì ïîñòîÿííîãî (òðàíñ- ïîðòíîãî) ñóáêðèòè÷åñêîãî òîêà (ïëîòíîñòü êîòîðîãî j j c , ãäå j c — ïëîòíîñòü êðèòè÷åñêîãî òîêà â îòñó- òñòâèå ìèêðîâîëíîâîãî îáëó÷åíèÿ) íà ôîðìó è âåëè÷è- íó áàðüåðîâ ýôôåêòèâíîãî ïîòåíöèàëà ïèííèíãà U U x Fp Lxef � �( ) , ã ä å U xp ( ) å ñ ò ü ï î ò å í ö è à ë ïèííèíãà â îòñóòñòâèå ñóáêðèòè÷åñêîãî òîêà, à F FLx Lx c , ãäå FLx è FLx c åñòü êîìïîíåíòû ñèëû Ëîðåí- öà, ñîîòâåòñòâóþùèå ïëîòíîñòè òîêà j è j c . Ïîýòîìó öåëü ïðåäëàãàåìîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ äâîÿ- êîé. Âî-ïåðâûõ, ðàññìîòðåí ìèêðîâîëíîâûé ìàãíèòî- ðåçèñòèâíûé îòêëèê âèõðåé â ïîòåíöèàëå ïèííèíãà òèïà «ñòèðàëüíîé äîñêè» ïðè óñëîâèè èõ äâóìåðíîãî äâèæåíèÿ. Âî-âòîðûõ, ïîêàçàíî, ÷òî âû÷èñëÿåìûé íà- ìè òåíçîð èìïåäàíñà çàâèñèò êàê îò âåëè÷èíû óãëà ìåæäó íàïðàâëåíèåì ïîñòîÿííîãî òðàíñïîðòíîãî òî- êà è íàïðàâëåíèåì êàíàëîâ ïåðèîäè÷åñêîãî ïîòåíöèà- ëà ïèííèíãà, âäîëü êîòîðûõ âîçìîæåí guiding (ò.å. íàïðàâëåííîå äâèæåíèå âèõðåé), òàê è îò âåëè÷èíû ñóáêðèòè÷åñêîãî òðàíñïîðòíîãî òîêà. 2. Ôîðìóëèðîâêà çàäà÷è è åå ðåøåíèå Ïóñòü îñü x (ñ åå îðòîì õ, ñì. ðèñ. 1) íàïðàâëåíà ïåðïåíäèêóëÿðíî êàíàëàì ñòèðàëüíîé äîñêè, à îñü ó (ñ îðòîì ó) — âäîëü ýòèõ êàíàëîâ. Óðàâíåíèå äâèæå- íèÿ äëÿ âèõðÿ, êîòîðûé äâèãàåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ V â ìàãíèòíîì ïîëå B = Bn ( = |B|, n = n z, z åñòü îðò â íà- ïðàâëåíèè îñè z è n � �1) ñëåäóùåå: �V F F� � ð , (3) ãäå F j n� ( )Ô0 /ñ — ñèëà Ëîðåíöà, j j j� �0 1( )t , ãäå j j1 1( )t i t� e � , à j0 è j1 — àìïëèòóäû ïëîòíîñòè ïîñòîÿííîãî ñóáêðèòè÷åñêîãî è ìàëîãî ïåðåìåííîãî òîêà ñ ÷àñòîòîé � ñîîòâåòñòâåííî. Ââèäó òîãî, ÷òî F F F F� � �( )t t0 1( ), ã ä å F j n0 0 0� ( )Ô /ñ — ñ è ë à Ëîðåíöà íà ïîñòîÿííîì ñóáêðèòè÷åñêîì òîêå è F j n1 0 1� ( ) ( )Ô /ñ t — ñèëà Ëîðåíöà íà ìàëîì ïåðåìåí- íîì òîêå, òî ìû ñ÷èòàåì, ÷òî V V V( ) ( )t t� �0 1 , ãäå V0 íå çàâèñèò îò âðåìåíè, à V V1 1( )t i t� e � .  óðàâíåíèè (3) Fp � ��U xp ( ) — àíèçîòðîïíàÿ ñèëà ïèííèíãà ( ( )U xp — ïåðèîäè÷åñêèé ïëàíàðíûé ïîòåíöèàë ïèí- íèíãà). Òàê êàê U xp ( ) çàâèñèò òîëüêî îò êîîðäèíàòû x è ÿâëÿåòñÿ ïåðèîäè÷åñêèì (U x U x ap p( ) ( )� � , ãäå a — ïåðèîä ïîòåíöèàëà), òî ñèëà ïèííèíãà Fð âñåãäà íàïðàâëåíà âäîëü îñè àíèçîòðîïèè x è íå èìååò ñî- ñòàâëÿþùåé âäîëü îñè ó, ò.å. F dU /dypy p� � � 0. Ìû èñïîëüçóåì, êàê ýòî îáû÷íî ïðèíÿòî (ñì., íàïðèìåð, [1]), ïåðèîäè÷åñêèé ïîòåíöèàë ïèííèíãà âèäà U x U / kxP p( ) ( )( cos )� �2 1 , (4) ã ä å k /a� 2� , à F xp pxF� è F F kxpx c� � sin , ã ä å F U k/c p� 2 — ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ñèëû ïèííèíãà. Íàøåé öåëüþ ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå V èç óðàâíåíèÿ (3). Äëÿ ýòîãî çàïèøåì åãî â ïðîåêöèÿõ íà îñè êîîðäèíàò: � � ( ( )) ( ), ( ( )) V V t F F F t V V t F F x x x px x y y y y 0 1 0 1 0 1 0 1 � � � � � � � ( ).t � � � �� (5) Ðàññìîòðèì ñíà÷àëà ñëó÷àé, êîãäà j1 0� . Òîãäà â çà- âèñèìîñòè îò âåëè÷èíû ïëîòíîñòè òîêà j 0 è óãëà � ìåæäó íàïðàâëåíèåì âåêòîðà j 0 è êàíàëîâ ïåðèîäè- ÷åñêîãî ïîòåíöèàëà ïèííèíãà (ñì. ðèñ. 1)ñóùåñòâóþò äâà âàðèàíòà äèíàìèêè âèõðÿ, îáùèì äëÿ êîòîðûõ ÿâ- ëÿåòñÿ òî, ÷òî åñëè � � 0, �/2, òî âñåãäà âèõðü äâèãàåò- ñÿ âäîëü êàíàëîâ ïèííèíãà (ò.å. âäîëü îñè ó) ñ ïîñòî- ÿííîé ñêîðîñòüþ V F /y y0 0� �. Äâèæåíèå âèõðÿ âäîëü îñè x áóäåò, îäíàêî, ðàçëè÷íûì â çàâèñèìîñòè îò âåëè- 470 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 5 Â.À. Øêëîâñêèé, Õîï Äàíã Òõè Áèê B Îñü àíèçîòðîïèè U(x) x� ` x x V y y � F y� 0 j Ðèñ. 1. Ñèñòåìà êîîðäèíàò õó, ñâÿçàííàÿ ñ «êàíàëàìè» ïî- òåíöèàëà ïèííèíãà (êàíàëû ïàðàëëåëüíû îñè y), è ñèñòåìà êîîðäèíàò � �x y , ñâÿçàííàÿ ñ íàïðàâëåíèåì òîêà (âåêòîð ïëîò- íîñòè òîêà j íàïðàâëåí âäîëü îñè �x ); � — óãîë ìåæäó îñüþ àíèçîòðîïèè è âåêòîðîì ïëîòíîñòè òîêà; F — ñèëà Ëîðåíöà. ÷èíû ñèëû F x0 . Åñëè F Fx c0 , ãäå Fc åñòü ìàêñèìàëü- íîå çíà÷åíèå ñèëû ïèííèíãà âäîëü îñè x, òî â ýòîì íà- ïðàâëåíèè âèõðü ïîêîèòñÿ (ò.å. V x0 0� ). Êàê âèäíî íà ðèñ. 2, êîîðäèíàòà ïîêîÿ âèõðÿ x 0 â ýòîì ñëó÷àå çàâè- ñèò îò âåëè÷èíû F x0 . Òîãäà èç óðàâíåíèé (4) è (5) ñëå- äóåò, ÷òî äëÿ îïðåäåëåíèÿ çàâèñèìîñòè x F x0 0( ) íå- îáõîäèìî ðåøèòü óðàâíåíèå F x F xx p0 0( ) ( )� � . Åãî ðåøåíèå äàåò: x /k F /Fx c0 01� ( ) ( )arcsin , (6) ãäå F /F j /jx c y c0 0� , à j c — êðèòè÷åñêèé òîê ïðè � � 0. Âî âòîðîì ñëó÷àå, êîãäà F Fx c0 (ñì. ðèñ. 2), âèõðü ïðåîäîëåâàåò áàðüåð ïèííèíãà è áóäåò äâèãàòüñÿ ñ ïå- ðèîäè÷åñêè çàâèñÿùåé îò âðåìåíè ñêîðîñòüþ âäîëü êî- îðäèíàòû x ïî íàêëîíåííîé ñòèðàëüíîé äîñêå ñ ýôôåê- òèâíûì ïîòåíöèàëîì ïèííèíãà ~ ( ) ( )U x U x xFp p x� � 0 . Âû÷èñëåíèå ìèêðîâîëíîâîãî ïîãëîùåíèÿ â ýòîì ñëó- ÷àå ÿâëÿåòñÿ ãîðàçäî áîëåå ñëîæíîé çàäà÷åé, êîòîðóþ çäåñü ìû íå áóäåì îáñóæäàòü. Ïåðåéäåì òåïåðü ê ðàññìîòðåíèþ âëèÿíèÿ ìàëîé ïåðåìåííîé ñèëû F t1( ) ñ ÷àñòîòîé � íà äèíàìèêó âèõ- ðÿ â ðåæèìå ñóáêðèòè÷åñêîãî ( j jy c0 ) ïîñòîÿííîãî òîêà. Îñíîâíîé ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíîé, ïîçâîëÿþùåé îïðåäåëèòü ðåçèñòèâíûå õàðàêòåðèñòèêè îáðàçöà, ò.å. òåíçîð ñîïðîòèâëåíèÿ íà ïîñòîÿííîì òîêå è èìïåäàíñ íà ÷àñòîòå �, ÿâëÿåòñÿ âåëè÷èíà ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, èíäóöèðóåìîãî äâèæóùåéñÿ âèõðåâîé ñèñòåìîé E B V x y( ) [ ( )] ( )[ ( ) ( ) ]t t /ñ nB/c V t V ty x� � � � . (7) Èç óðàâíåíèÿ (3) â èíòåðåñóþùåì íàñ ñëó÷àå F Fx c0 ñëåäóåò, ÷òî E(t) = E0 + E1(t), ãäå E0 — íàïðÿ- æåííîñòü ïîëÿ, ñîçäàâàåìàÿ ïîñòîÿííîé äâèæóùåé ñèëîé F0, à E E1 1( )t i t� e � , ãäå E1 — êîìïëåêñíàÿ àì- ïëèòóäà ïåðåìåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ E1(t). Âå- ëè÷èíó E0 ìîæíî ïîëó÷èòü óñðåäíåíèåì E(t) ïî âðå- ìåíè ñ ó÷åòîì ïåðèîäè÷íîñòè F1(t). Òîãäà E0 = <E(t)>, ãäå � �� � � 1 0 0 T dt t t T è T /� 2� �.  ðåçóëüòàòå (ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî ïðè j jy c0 èìååì V x0 0� ) ïîëó÷èì, ÷òî E õ õ0 0 0� � � nB c F j y f x� � . (8) è, ñîîòâåòñòâåííî, E jx f x0 0� �� . Ó÷òåì äàëåå, ÷òî ýêñïåðèìåíòàëüíî èçìåðÿåìûå ðåçèñòèâíûå îòêëèêè (ïðîäîëüíûé E || è ïîïåðå÷íûé E� ïî îòíîøåíèþ ê íàïðàâëåíèþ òîêà) ñâÿçàíû ñ Ex è E y îòêëèêàìè â xy ñèñòåìå êîîðäèíàò ïðîñòûìè ñîîò- íîøåíèÿìè: E E E E E E x y x y || sin cos , cos sin . � � � � � � � � �� � � � � � (9) Òîãäà ñ ó÷åòîì òîãî, ÷òî E y0 0� èìååì E j E jf f0 0 2 0 0|| sin , sin cos ,� � ��� � � � � è åñëè îïðåäåëèòü, ÷òî �0 0 0|| ||� E /j è �0 0 0� �� E /j , òî � � � � � � �0 2 0 0|| sin , sin cos� � ��f f j . (10) Òàêèì îáðàçîì, òîëüêî ïðè � � 0 ïðîäîëüíûé è ïî- ïåðå÷íûé îòêëèê íà ïîñòîÿííîì òîêå ÿâëÿåòñÿ íåäèñ- ñèïàòèâíûì, ÷òî ôèçè÷åñêè ïîíÿòíî ââèäó òîãî, ÷òî äëÿ � � 0 âñåãäà j j c0 . Ïåðåéäåì òåïåðü ó àíàëèçó îòêëèêîâ íà ïåðåìåí- íîì òîêå, èñïîëüçóÿ ñîîòíîøåíèå E1(t) = E(t) – E0 = = E(t) – <E(t)>. Îòñþäà è èç óðàâíåíèÿ (5) èìååì � � V F F F V F x x px x y y 1 0 1 1 1 � � � � � � � �� . (11) Âîñïîëüçóåìñÿ òåïåðü òåì, ÷òî F F Fx px px0 � � � ~ � �dU x /dx ~ ( ) , ãäå ~ ( ) ( )U x U x xFp p x� � 0 åñòü ýôôåêòèâ- íûé (ñ ó÷åòîì äâèæóùåé ñèëû â íàïðàâëåíèè îñè x) ïîòåíöèàë ïèííèíãà (ñì. ðèñ. 2). Êîîðäèíàòà ïîêîÿ âèõðÿ äëÿ íåãî (â îòñóòñòâèå ïåðåìåííîãî òîêà) äàåò- ñÿ ôîðìóëîé (6). Òàê êàê àìïëèòóäà ïåðåìåííîãî ðå- çèñòèâíîãî îòêëèêà ïðåäïîëàãàåòñÿ ìàëîé, òî äëÿ ðå- øåíèÿ óðàâíåíèé (11) â ëèíåéíîì ïðèáëèæåíèè ïî ýòîé àìïëèòóäå íåîáõîäèìî ðàçëîæèòü ~ ( )U x â ðÿä ïî ìàëîé ðàçíîñòè x x� 0, ÷òî äàåò Âëèÿíèå òðàíñïîðòíîãî òîêà íà ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå âèõðÿìè â ñâåðõïðîâîäíèêàõ âòîðîãî ðîäà Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 5 471 U (x)p ~ x kx= 1 2 3 4 5 2P 4ð Ðèñ. 2. Ýôôåêòèâíûé ïîòåíöèàë ïèííèíãà ~ ( )U xp � � �U x xFp x( ) 0 ; U x U / kxp p( ) ( )( cos )� �2 1 åñòü ïîòåíöèàë ïèííèíãà â îòñóòñòâèå ñóáêðèòè÷åñêîãî òîêà, ãäå k /a� 2� , a — ïåðèîä ïîòåíöèàëà U xp( ) (1), �xF x0 (2), F Fx px0 (3), F Fx px0 � (4), F Fx px0 (5). ~ ( )U x x� �0 � � � � � � � � � ~ ( ) ~ ( )( ) ~ ( )( ) U x U x x x U x x x 0 0 0 0 0 2 2 �. (12) Èç (12) ñëåäóåò, ÷òî ~ ( ) ( )( )F x x k j x xpx p y� � �0 0 0 , (13) ãäå k j U k / j /jp y p y c( ) ( ) ( )0 2 0 22 1� � � åñòü çàâèñÿùàÿ îò âåëè÷èíû j jy c0 óïðóãàÿ êîíñòàíòà äëÿ ìàëûõ ñìåùåíèé âèõðÿ â äåôîðìèðîâàííîì ïëîòíîñòüþ òî- êà j y0 ïîòåíöèàëå ïèííèíãà ~ ( )U xp . Òîãäà èç óðàâíåíèé (11) è (7) ñëåäóåò, ÷òî êîìïëåêñ- íûå àìïëèòóäû ïåðåìåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ E1(t) è ïëîòíîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà j j1 1( )t i t� e � ñâÿçàíû ñîîòíîøåíèåì E j1 1( ) � ( )t Z t� , ãäå �Z — äèàãîíàëüíûé, çàâèñÿùèé îò ÷àñòîòû � è ñóáêðèòè÷åñêîé àìïëèòóäû ïëîòíîñòè ïîñòîÿííîãî òîêà j oy òåíçîð èìïåäàíñà �( , )Z j Z Zy xx yy � 0 0 0 � � � �� � � ��, (14) Zxx f� � , Z / /i i / / i /yy f p f p p� � � �� � � � � � � �( ~ ) ( ~ ) [ ( ~ )]1 1 , (15) ~ ( ) ( ) ( )� � �p y p y p y cj k j / j /j0 0 0 21� � � , � ! � �p p ck F k/� � . (16) Çäåñü ~� p åñòü çàâèñÿùàÿ îò âåëè÷èíû y-êîìïîíåíòû ïëîòíîñòè ïîñòîÿííîãî òðàíñïîðòíîãî òîêà j 0 ÷àñòî- òà äåïèííèíãà, êîòîðàÿ, êàê âèäíî èç ôîðìóëû (16), ðàâíà � p äëÿ j y0 0� è îáðàùàåòñÿ â íóëü äëÿ j jy c0 � . Îòìåòèì òàêæå, ÷òî, êàê ñëåäóåò èç ñðàâíåíèÿ ôîðìó- ëû (2) è (15), Z yy ÿâëÿåòñÿ îáîáùåíèåì �v íà ñëó÷àé íàëè÷èÿ ïëîòíîñòè ñóáêðèòè÷åñêîãî òðàíñïîðòíîãî òîêà âåëè÷èíîé j jy0 0� cos �. Ñîîòíîøåíèÿ (14) ïðåäïîëàãàþò, ÷òî äèàãîíàëü- íûå êîìïîíåíòû �Z èçìåðÿþòñÿ â xy ñèñòåìå êîîðäèíàò (ñì. ðèñ. 1), ò.å. E t Z j tx xx x1 1( ) ( )� è E t Z j ty yy y1 1( ) ( )� . Äëÿ âû÷èñëåíèÿ èìïåäàíñà â � �x y ñèñòåìå êîîðäèíàò âîñïîëüçóåìñÿ òåì, ÷òî íàáëþäàåìûå íà îïûòå ïðî- äîëüíîå è ïîïåðå÷íîå ïåðåìåííûå ýëåêòðè÷åñêèå ïî- ëÿ ñâÿçàíû ñîîòíîøåíèÿìè (9). Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî E Z j Z j Z j E Z j xx x yy y xx 1 1 1 1 1 1 || ||sin cos , cos � � � � � � � � � x yy yZ j Z j� � � � � �� �sin ,� 1 1 (17) ãäå ïðîäîëüíûé è ïîïåðå÷íûé (ïî îòíîøåíèþ ê íà- ïðàâëåíèþ òîêà j1) èìïåäàíñ Z || è Z� , îïðåäåëåíû ñëå- äóþùèìè ñîîòíîøåíèÿìè: Z Z Z Z Z Z xx yy xx yy || sin cos , ( ) sin cos . � � � � � � � � �� � 2 2� � � � (18) Åñëè � � 0 (òàê íàçûâàåìàÿ ïîïåðå÷íàÿ T-ãåîìåòðèÿ ýêñïåðèìåíòà [3]), òî Z ZT yy|| � è Z� � 0, òîãäà êàê äëÿ � �� /2 (ïðîäîëüíàÿ L-ãåîìåòðèÿ [3]) Z L f|| � � è ñíîâà Z L� � 0. Òàêèì îáðàçîì, â T-ãåîìåòðèè ìû íåïîñðåä- ñòâåííî îáîáùàåì ðåçóëüòàòû ðàáîòû [1] íà ñëó÷àé íàëè÷èÿ ñóáêðèòè÷åñêîãî ïîñòîÿííîãî òîêà ñ ïëîò- íîñòüþ j 0, à â L-ãåîìåòðèè âëèÿíèå ïèííèíãà íà èì- ïåäàíñ âîîáùå îòñóòñòâóåò. Èç ôîðìóë (15), (16) è (18) ïîëó÷èì âûðàæåíèÿ ðå- àëüíîé ÷àñòè ïðîäîëüíîãî è ïîïåðå÷íîãî èìïåäàíñà Re ||,Z � : Re [ sin (~ ) ] ( (~ ) )||Z / / /f p p� � �� � � � � �1 12 2 2 , (19) Re sin cos ( ( ~ ) )Z / /f p� � � �� � � � �1 2 , (20) ãäå ~� p äàåòñÿ ôîðìóëîé (16). Äëÿ âû÷èñëåíèÿ ñðåäíåé ïî ïåðèîäó ïîãëîùåííîé ìîùíîñòè P âîñïîëüçóåìñÿ ñòàíäàðòíûì ñîîòíîøå- íèåì: P /� "( ) Re( )1 2 1 1E j , ãäå E1 è j1 åñòü êîìïëåêñíûå àìïëèòóäû ïåðåìåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ è ïëîò- íîñòè òîêà ñîîòâåòñòâåííî. Òîãäà, èñïîëüçóÿ ñîîòíî- øåíèÿ (14), (15) è (18), ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî P j / j / Z� �( ) ( ) Re ||1 2 1 22 2� , (21) ãäå � � � � � �� � �f p /i[sin cos Re( ~ ) ]–2 2 11 . (22) Îêîí÷àòåëüíî P P / p� � �0 2 2 2 2 2{sin [ ( ~ )]cos }� � � � � , (23) ãäå P j / f0 1 2 2� ( )� , à ~� p äàåòñÿ ôîðìóëîé (16). 3. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ  íàñòîÿùåé ðàáîòå èññëåäîâàíà ïðîñòàÿ òåîðåòè- ÷åñêàÿ ìîäåëü, ñ ïîìîùüþ êîòîðîé àíàëèçèðóåòñÿ âëèÿíèå ïîñòîÿííîãî ñóáêðèòè÷åñêîãî òîêà è âûçâàí- íîãî èì íàïðàâëåííîãî äâóìåðíîãî äâèæåíèÿ âèõðåé â ïåðèîäè÷åñêîì ïîòåíöèàëå ïèííèíãà òèïà «ñòèðàëü- íîé äîñêè» íà ðàäèî÷àñòîòíîå èëè ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå ïåðåìåííîãî òîêà ìàëîé àìïëèòóäû. Îñíîâíûì ðåçóëüòàòîì ñòàòüè ÿâëÿþòñÿ çàâèñèìîñòè òåíçîðîâ ïðîäîëüíîãî è ïîïåðå÷íîãî èìïåäàíñîâ, à òàêæå ïîãëîùåííîé ìîùíîñòè (ñì. ôîðìóëû (18) è (23) ñîîòâåòñòâåííî) îò âåëè÷èíû ïëîòíîñòè ñóáêðè- òè÷åñêîãî ïîñòîÿííîãî òîêà j 0, ÷àñòîòû ïåðåìåííîãî òîêà � è óãëà � ìåæäó íàïðàâëåíèåì êîëëèíåàðíûõ òîêîâ j0 è j1(t) ïî îòíîøåíèþ ê êàíàëàì îäíîîñíîãî ïåðèîäè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà ïèííèíãà. 472 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 5 Â.À. Øêëîâñêèé, Õîï Äàíã Òõè Áèê Ðàññìîòðèì òåïåðü ñâÿçü ïîëó÷åííûõ âûøå ðåçóëü- òàòîâ (ñì. ôîðìóëû (16), (18), (22) è (23)) ñ ðåçóëüòàòà- ìè ðàáîòû ÃÐ [1], êîòîðûå ñëåäóþò èç íàøåé ðàáîòû ïðè � � 0 (Ò-ãåîìåòðèÿ çàäà÷è, ñîîòâåòñòâóþùàÿ îò- ñóòñòâèþ ãàéäèíãà âèõðåé) è j 0 0� (îòñóòñòâèå ïî- ñòîÿííîãî ñóáêðèòè÷åñêîãî òîêà). Ñ îäíîé ñòîðîíû, åñëè ðàññìàòðèâàòü âëèÿíèå j 0 0� ïðè � � 0 íà ïàðàëëåëüíûé èìïåäàíñ Z jT|| ( , )� 0 è ïîãëîùåíèå ìîùíîñòè, òî ðîñò j 0 îò íóëÿ äî âåëè÷è- íû j c ïðèâîäèò ê ìîíîòîííîìó óìåíüøåíèþ ÷àñòîòû äåïèííèíãà ~ ( )� p j 0 îò � p äî íóëÿ (ñì. ôîðìóëó (16), à òàêæå òåêñò ïîñëå ôîðìóëû (2) è ðèñ. 3), à òàêæå ê ðîñ- òó ïîãëîùåíèÿ ïðè � � const. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, åñëè òåïåðü çàôèêñèðîâàòü j 0 (ñîõðàíÿÿ óñëîâèå j jy c0 ) è èçìåíÿòü óãîë �, òî äâó- ìåðíîñòü ðàññìîòðåííîé çàäà÷è ïðèâîäèò ê ïîÿâëå- íèþ íå òîëüêî ïðîäîëüíîãî, íî è ïîïåðå÷íîãî (ïðè � � 0, � ! 2) èìïåäàíñà. Óãëîâàÿ çàâèñèìîñòü Z ||( )� è Z� ( )� , êàê ñëåäóåò èç ôîðìóëû (18), ìîæåò áûòü ðàç- äåëåíà íà äâà ðàçëè÷íûõ òèïà. Ïåðâàÿ — ýòî âíåøíÿÿ ïî îòíîøåíèþ ê Z yy ( )� , ñëåäóþùàÿ èç òåíçîðíîãî çà- êîíà ïðåîáðàçîâàíèÿ ëèíåéíîãî îòêëèêà. Âòîðàÿ — ýòî ñîáñòâåííî íåëèíåéíàÿ çàâèñèìîñòü Z yy îò âåëè÷èíû cos � (ñì. ôîðìóëû (15) è (16)) ÷åðåç âåëè÷èíó çàâèñÿ- ùåé îò j jy c0 ÷àñòîòû äåïèííèíãà ~ ( cos )� �p j 0 . Ôèçè÷åñêèé ñìûñë íàøèõ ðåçóëüòàòîâ ïðè � � 0 è j 0 0� ëåãêî âûÿñíèòü ïðè àíàëèçå ôîðìóëû (22), ãäå âêëàäû â ïîãëîùåíèå âèõðÿìè îò èõ ñìåùåíèé âäîëü è ïîïåðåê êàíàëîâ ïåðèîäè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà ïèí- íèíãà (ÏÏÏ) ðàçäåëåíû åñòåñòâåííûì îáðàçîì. Äåé- ñòâèòåëüíî, ïåðâîå ñëàãàåìîå ôîðìóëû (1) îïèñûâàåò íåçàâèñÿùèé îò âåëè÷èíû j 0 è ïðîïîðöèîíàëüíûé sin 2 � âêëàä â ïîãëîùåíèå îò äâèæåíèÿ âèõðåé â ðåæè- ìå òå÷åíèÿ ïîòîêà âäîëü êàíàëîâ ÏÏÏ, òîãäà êàê âòî- ðîå ñëàãàåìîå, ïðîïîðöèîíàëüíîå cos 2 �, äàåò âêëàä â ïîãëîùåíèå îò äâèæåíèÿ âèõðåé ïîïåðåê áàðüåðîâ ÏÏÏ, íàêëîíåííûõ â ìåðó âåëè÷èíû äåéñòâóþùåé â ýòîì íàïðàâëåíèè ýôôåêòèâíîé ñèëû ~ F px , êîòîðàÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé j 0 cos �. Èç ñêà- çàííîãî ñëåäóåò, ÷òî ñ ðîñòîì � (ïðè ôèêñèðîâàííûõ âåëè÷èíàõ j0 è �) ïîãëîùàåìàÿ ìîùíîñòü ðàñòåò çà ñ÷åò ðîñòà ïåðâîãî ñëàãàåìîãî è óìåíüøàåòñÿ çà ñ÷åò âòîðîãî, ïðè÷åì ïîñëåäíåå ñâÿçàíî êàê ñ óìåíüøåíèåì cos 2 �, òàê è ñ ðîñòîì çàâèñÿùåé îò óãëà � ÷àñòîòû äå- ïèííèíãà ~ ( cos )� �p j 0 . Ñ ðîñòîì j 0 (ïðè � �� p ) ÷àñòî- òà äåïèííèíãà ïðè � � const óìåíüøàåòñÿ è âêëàä âòî- ðîãî ñëàãàåìîãî â ïîãëîùåíèå ðàñòåò (ñì. ðèñ. 4), òàê ÷òî ïðè ( )j /j c0 # 0,7 íà çàâèñèìîñòè P /P( )� 0 ïîÿâëÿåò- ñÿ ìèíèìóì, à ïðè j j c0 � îêàçûâàåòñÿ P P( )� � �0 0, ò.å. ïîãëîùåíèå ïðè � � 0 ðàâíî ìàêñèìàëüíîìó. Äâóìåðíîñòü èññëåäîâàííîé íàìè çàäà÷è ïðèâî- äèò òàêæå ê ïîÿâëåíèþ ïîïåðå÷íîãî èìïåäàíñà Z� (ñì. ôîðìóëó (18)). Íåñìîòðÿ íà îòñóòñòâèå âêëàäà Z� â ïîãëîùåíèå (ôîðìóëà (21)) (÷òî àíàëîãè÷íî îò- ñóòñòâèþ âêëàäà, ñâÿçàííîãî ñ íàïðàâëåííûì äâè- æåíèåì âèõðåé ïîïåðå÷íîãî ñîïðîòèâëåíèÿ �� â äèññèïàöèþ íà ïîñòîÿííîì òîêå [3]), íàì ïðåäñòàâ- ëÿåòñÿ èíòåðåñíûì òàêæå ðàññìîòðåòü åùå ïîâåäåíèå Re sin cos ( ( ~ ) )Z /f p� � � �� � � � ! �1 2 êàê ôóíêöèþ îò óãëà � äëÿ ðÿäà çíà÷åíèé j /j c0 ïðè � �� p (ðèñ. 5). Âëèÿíèå òðàíñïîðòíîãî òîêà íà ìèêðîâîëíîâîå ïîãëîùåíèå âèõðÿìè â ñâåðõïðîâîäíèêàõ âòîðîãî ðîäà Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 5 473 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 P /P 0 1 2 3 4 5 j /j0 c Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ïîãëîùåííîé ìîùíîñòè P/P0 îò ïëîò- íîñòè òîêà j0 ïðè � � 0 äëÿ ðÿäà çíà÷åíèé �! �p: 1/5 (1), 1/2 (2), 1 (3), 2 (4), 5 (5). R eZ ( )/ || f ö ñ 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0 1 2 3 4 5 6 �!$�!% � Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü ðåàëüíîé ÷àñòè ïðîäîëüíîãî èìïåäàí- ñà Re ( )||Z / f� � îò óãëà � ïðè � �� p äëÿ ðÿäà çíà÷åíèé j /jc0 : 0 (1), 0,3 (2), 0,5 (3), 0,7 (4), 0,9 (5), 1 (6). Âèäíî, ÷òî äëÿ j 0 0� óãëîâàÿ çàâèñèìîñòü Re Z / f� � èìååò î÷åâèäíûé ìèíèìóì äëÿ � �� / 4, à ñ ðîñòîì �0 èç-çà íàëè÷èÿ ñîìíîæèòåëÿ, çàâèñÿùåãî îò ~� p , âåëè- ÷èíà ýòîãî ìèíèìóìà ðàñòåò, à åãî ïîëîæåíèå ñìåùà- åòñÿ âïðàâî. 1. J.I. Gittleman and B. Rosenblum, Phys. Rev. Lett. 16, 734 (1966). 2. Â.À. Øêëîâñêèé, À.Â. Äîáðîâîëüñêèé, Ïèííèíã è äèíà- ìèêà âèõðåé â ñâåðõïðîâîäíèêàõ, Êóðñ ëåêöèé, Õàðüêîâ (2007). 3. Â.À. Øêëîâñêèé, À.À. Ñîðîêà, À.Ê. Ñîðîêà, ÆÝÒÔ 116, 2103 (1999). Influence of the transport current on the microwave absorption by vortices in type-II superconductor V.A. Shklovskij and Hop Dang Thi Bich The paper reports the theoretical results on cur- rent-voltage characteristics, microwave absorption and impedance of type-II superconductors calcu- lated in the framework of the model of anisotropic pinning. PACS: 74.25.Fy Transport properties; 74.25.Qt Vortex lattices, flux pinning, flux creep; 74.25.Sv Critical currents. Keywords: pinning, critical current, microwave ab- sorption, current-voltage characteristic, impedance. 474 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 5 Â.À. Øêëîâñêèé, Õîï Äàíã Òõè Áèê –0, 50 –0,10 –0,15 –0,20 –0,25 R eZ ( )/ ö ñ f � 1 2 3 4 5 6 0 �!$�!% � Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü ðåàëüíîé ÷àñòè ïîïåðå÷íîãî èìïåäàí- ñà Re ( )Z / f� � � îò óãëà � ïðè � �� p äëÿ ðÿäà çíà÷åíèé j /jc0 : 0 (1), 0,3 (2), 0,5 (3), 0,7 (4), 0,9 (5), 1 (6).