Модель поведения гранулярного ВТСП во внешнем магнитном поле: температурная эволюция гистерезиса магнитосопротивления : научное издание

Описание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2020

Идентификатор DOI: 10.21883/FTT.2020.07.49464.029

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=const), как локальный максимум, участок с отрицательным магнитосопротивлением, локальный минимум, и др. В рамках этой модели рассматривается эффективное поле в межгранульной среде Beff, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами ВТСП гранул. Оно может быть записано в виде: Beff(H)= H+4πalpha M(H), где 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)=fl( Beff(H)r). Исследовано магнитосопротивление гранулярного ВТСП YBa2Cu3O7-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 Beff(H) предсказывает их наличие, а параметр alpha несколько вырастает (~ 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~30-35) возможно изменение микроскопических траекторий тока Im при котором предпочтительнее туннелирование через соседнюю гранулу, но угол между Im и Beff будет заметно меньше 90o, хотя направления внешнего поля (а также эффективного поля) и макроскопического тока взаимно перпендикулярны. Ключевые слова: гранулярные ВТСП, гистерезис магнитосопротивления, межгранульные границы. A model for describing the magnetoresistance behavior in a granular high-temperature superconductor (HTS) that has been developed in the last decade explains a fairly extraordinary form of the hysteretic R ( H ) dependences at T = const and their hysteretic features, including the local maximum, the negative magnetoresistance region, and the local minimum. In the framework of this model, the effective field B _eff in the intergrain medium has been considered, which represents a superposition of the external field and the field induced by the magnetic moments of HTS grains. This field can be written in the form B _eff( H ) = H + 4πα M ( H ), where M ( H ) is the experimental field dependence of the magnetization and α is the parameter of crowding of the magnetic induction lines in the intergrain medium. Therefore, the magnetoresistance is a function of not simply an external field, but also the “internal” effective field R ( H ) = f ( B _eff( H )). The magnetoresistance of the granular YBa_2Cu_3O_7 – δ HTS has been investigated in a wide temperature range. The experimental hysteretic R ( H ) dependences obtained in the high -temperature range (77–90 K) are well explained using the developed model and the parameter α is 20–25. However, at a temperature of 4.2 K, no local extrema are observed, although the expression for B _eff( H ) predicts them and the parameter α somewhat increases (~30–35) at this temperature. An additional factor that must be taken into account in this model can be the redistribution of the microscopic current trajectories, which also affects the dissipation in the intergrain medium. At low temperatures under the strong magnetic flux compression (α ~ 30–35), the microscopic trajectories of the current I _ m can change and tunneling through the neighboring grain is preferred, but the angle between I _ m and B _eff will be noticeably smaller than 90°, although the external (and effective) field direction is perpendicular to the macroscopic current direction.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Физика твердого тела

Выпуск журнала: Т. 62, 7

Номера страниц: 1008-1016

ISSN журнала: 03673294

Место издания: Санкт-Петербург

Издатель: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук

Авторы

  • Семенов С.В. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)
  • Балаев Д.А. (Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук)

Вхождение в базы данных