Экранирующие токи и влияние радиационных дефектов на пиннинг в монокристаллах Bi2+xSr2+yCa1+zCu2Ot и ReBa2Cu3Ox (Re=Y, Tm) тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.09 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В. ЛОМОНОСОВА ФИЗИЧЕСКИИ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 537.312.62

РЫБАЧУК Владимир Анатольевич

ЭКРАНИРУЮЩИЕ ТОКИ И ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ДЕФЕКТОВ НА

ПИННИНГ В МОНОКРИСТАЛЛАХ в12+хзг2+уСа1+2си2С^ И КеВа2си3ох (Ке=У,Тт)

специальность 01.04.09 - физика низких температур и криогенная техника.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

МоСКВа- 1992.

Работа выполнена в лаборатории высокотемпературной сверхпроводимости кафедры физики низких температур и сверхпроводимости физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель: кандидат физико-математических

наук, старший научный сотрудник A.A. Жуков.

д.ф.-м.н., проф. Ацаркин Вадим Александрович Институт радиоэлектроники Российской АН (ИРЭ РАН)

д.ф.-м.н., проф. Звездин Анатолий Константинович Институт общей физики Академии наук (ИОФАН)

Ведущая организация: Институт физики твердого тела Российской Академии наук (ИФТТ РАН)

Защита состоится 21 января 1993 года в 15.30 часов на заседании Специализированного совета N2 Отделения физики твердого тела в МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899 ГСП, Москва, Воробьевы Горы, МГУ, физический факультет, криогенный корпус, ауд. 2-05.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Автореферат разослан декабря 1992г.

Ученый секретарь Спецсовета N2 К053.05.20

Официальные оппоненты:

Г.С. Плотников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Исследование токонесущей способности

высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) и пиннинга вихрей в них в настоящее время является одной из наиболее интенсивно разрабатываемых проблем в физике сверхпроводимости. Это обусловлено как прикладным значением данного вопроса, так и научным интересом к специфике вихревого состояния в этих соединениях, который связан с большой анизотропией, "гигантским" крипом магнитного потока, а также возможностью значительного влияния флуктуационных эффектов. В первые годы после открытия высокотемпературных сверхпроводников большая часть исследований выполнялась на керамических образцах. Однако использованию монокристаллов для этих целей следует отдать несомненное предпочтение. Прежде всего, вследствие возможности проведения исследований анизотропии вихревого состояния в этих объектах. Кроме того, использование совершенных монокристаллов позволяет максимально уменьшить роль неконтролируемых технологических дефектов в исследуемых материалах. Это повышает эффективность применения контролируемых радиационных и точечных дефектов при исследованиях процесса пиннинга вихрей. Тем самым с точки зрения изучения магнитных свойств непосредственно сверхпроводящего материала и свойств центров пиннинга различных видов особенно важными и актуальными являются исследования совершенных монокристаллов ВТСП.

До последнего времени практически не уделялось внимания очень важному аспекту процессов переноса- связи плотности экранирующих токов Лд с напряженностью электрического поля Е. В случае ВТСП эта проблема становится весьма существенной. Вследствие гигантского крипа магнитного потока зависимости лб(Е) в ВТСП существенно слабее, чем в традиционных сверхпроводниках. В результате измеряемые

значения оказывается значительно ниже критической

плотности тока зс. Таким образом, изучение этой проблемы представляется несомненно актуальной задачей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ состояла в экспериментальном исследовании плотности и анизотропии экранирующих токов и влияния "точечных" и радиационных дефектов на пиннинг в монокристаллах в12+хБг2+уса1+2си2ог и НеВа2си3ох. Для этого проводились измерения

х Температурных и полевых зависимостей магнитного момента и магнитной индукции в центре кристалла.

■2. Временных зависимостей магнитного момента и магнитной индукции в центре кристалла в процессе релаксации экранирующих биновских токов.

Результаты измерений использовались для решения следующих основных задач:

1. Исследования зависимостей плотности экранирующих токов в монокристаллах в12+хзг2+уса1+2си2ог. и КеВа2си3ох (Ие=у,тт) от внешних параметров- температуры, электрического и магнитного полей.

2. Изучения влияния на экранирующие токи и намагниченность отклонения состава монокристаллов в12+хБг2+у.са1+2си2о1. от стехиометрии.

3. Изучение влияния эффектов долговременного отжига при комнатной температуре на магнитные свойства монокристаллов в12+хБг2+уСа1+2си2с>£, как исходных, так и облученных ионами аргона и криптона.

4. Изучение свойств радиационных центров пиннинга, созданных при облучении монокристаллов в12+хзг2+у,са1+2,си2ог. ионами Аг и кг.

5. Независимое определение различных компонент экранирующих токов для монокристаллов ТиВа2си3ох и изучение влияния облучения ионами углерода на эти компоненты.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в том, что в ней впервые:

1. В монокристаллах фазы обнаружены два режима пиннинга с сильно отличающимися свойствами, причем пиннинг, доминирующий при низких температурах, характеризуется аномально резкими температурными и полевыми зависимостями экранирующей плотности тока и очень малой величиной энергии активации крипа потока ииюоК. Температура, при которой происходит смена режимов пиннинга, зависит от электрического поля в образце и смещается с 24К до 16-18К при уменьшении Е с ю~5 до ю-11 В/м.

2. Установлено, что для низкотемпературного режима пиннинга в интервале электрических полей ю-5 - ю-10 В/м ВАХ хорошо описываются степенным законом Е/ЕС=(.1/.1С)П. При этом п меняется с температурой ~1/Т.

3 Исследовано влияние отклонения от стехиомерии на температурные и полевые зависимости экранирующей плотности тока в монокристаллах фазы ва.2+хзг2+уса1+2си2с^. Показано, что вариации состава образцов в пределах области гомогенности фазы оказывают малое влияние на экранирующую плотность тока.

4 Для полевых зависимостей экранирующей плотности тока

в монокристаллах в12+хБг2+уСа1+2си2с^ обнаружено универсальное скейлинговое поведение в осях Зв(В)/з3(Ъ=0) от В/а3(В=о) при температурах 4.2-15К.

5. Показано, что длительный (2 года) отжиг при комнатной температуре монокристаллов В12+хзг2+уСа1+2си2о.1. приводит к значительному росту вклада в обратимую намагниченность образцов от поверхностных токов и к появлению резкой температурной зависимости этого вклада.

6. В монокристаллах фазы обнаружен резкий рост экранирующей плотности тока под действием облучения ионами аргона и криптона. Установлено большое различие во влиянии облучения ионами аргона и криптона на

температурные и полевые зависимости экранирующей плотности тока. После облучения криптоном получены наибольшие для массивных образцов фазы вд.2+хБг2+уСа1+2си2ог. критические плотности ТОКОВ 1.1-107 А/СМ2 (при Т=5.2К). 5. Для монокристаллов фазы ТтВа2си3ох определены три компоненты экранирующей плотности тока. Полученное отношение экранирующей плотности тока в плоскости аЬ к экранирующей плотности тока вдоль оси с , измеренное при отсутствии внешнего поля, равно 5.5-7 и примерно совпадает с анизотропией длины когерентности данной сверхпроводящей фазы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ Полученные в диссертационой работе результаты способствуют дальнейшему развитию научных представлений о магнитных свойствах ВТСП, в частности о характере пиннинга вихрей Абрикосова и крипа потока в этих материалах. Полученные в монокристаллических образцах после облучения плотности токов > 1-ю7 А/см2 указывают на принципиальную возможность значительного увеличения токонесущей способности лент и проводов составов вз.2+хБг2+уса1+2си20£ при гелиевых температурах. В то же время показано, что возможность их применения при температурах выше го-зоК является проблематичной вследствие сильного крипа потока.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные результаты, представленные в диссертации докладывались и обсуждались на конференциях:

1. 2-я Всесоюзная конференция по высокотемпературной сверхпроводимости, Киев, сентябрь 1990г.

2. з-е Всесоюзное совещание по высокотемпературной сверхпроводимости, Харьков, апрель 1991г.

3. Международная конференция по сверхпроводимости и локализационным явлениям, Москва, май 1991г.

4. Yamada Conference XXV on Magnetic Phase Transition, Osaka, Japan, April 13-16, 1990

5. 19 International conference on Low Temperature Physic, Brighton, UK, 16-22 August 1990.

6. International conference on materials and mechanisms of superconductivity, Kanazawa, Japan, July 22-26, 1991.

7. International conference on Critical currents in high-Tc superconductors, Vienna, April 1992.

ПУБЛИКАЦИИ

По результатам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и содержит 129 страниц машинописного текста, 53 рисунка, 2 таблицы и список литературы из 121 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обосновывается актуальность исследуемой проблемы, формулируются основные цели и задачи диссертационной работы, описывается структура диссертации.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ (литературный обзор) дан краткий обзор основных работ, посвященных кристаллической структуре, пиннингу и крипу вихрей в высокотемпературных сверхпроводниках.

в п. 1.1 кратко описана кристаллическая структура сверхпроводящих соединений Bi2+xSr2+yCa1+zCu2ot и ReBa2Cu3Ox.

в п. 1.2 рассмотрены вольтамперные характеристики жестких сверхпроводников 2 рода и их особенности, характерные для монокристаллов ВТСП. Анализ имеющихся данных

свидетельствует о невозможности в большинстве случаев корректного определения критической плотности тока вследствие малой крутизны вольтамперных характеристик (ВАХ). Поэтому в данной работе анализ экспериментальных данных проводится на основе изучения экранирующей плотности тока зависящей от экспериентального критерия по электрическому полю Е.

В. п. 1.3 рассмотрен случай анизотропных экранирующих токов, для которых в общем случае имеется б основных компонент, а для полидоменного образца-з компоненты. Приведены имеющиеся данные относительно величин этих компонент.

В п. 1.4 приведены результаты исследования экранирующих токов в монокристаллах з?еВа2си3ох. Рассмотрены различные эмпирические зависимости критической плотности тока от температуры и магнитного поля.

В п. 1.5 рассмотрена существующая информация о экранирущих токах и вольтамперных характеристиках в монокристаллах в12+хБг2+уса1+2си2о1..

В п. 1.6 приведены рассчитанные в некоторых работах энергии активации крипа магнитного потока в монокристаллах ВТСП, полученные различными способами

В п. 1.7 дан краткий обзор возможных центров пиннинга в ВТСП материалах, таких, как кислородные и катионные вакансии и замещения, двойниковые границы, примеси других фаз.

В п. 1.8 рассмотрено влияние радиационных дефектов на пиннинг в монокристаллах ВТСП.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ описаны исследованные в работе образцы и методы измерений.

Монокристаллы В12+х5г2+уса1+2си2ог. выращивались в тиглях из диоксида циркония медленным охлаждением из расплавов с исходными составами, близкими к получаемой стехиометрии. Монокристаллы ТшВа2си3ох были выращены

раствор-расплавным методом из нестехиометрического расплава квазитройной системы Re203-Ba0-cu0(Cu20). Кристаллизация проводилась в корундовых тиглях.

Измерения магнитного момента ВТСП монокристаллов осуществлялись при помощи автоматизированной установки на базе вибрационного магнитометра parc-155 с продувным гелиевым криостатом и электронным блоком стабилизации температуры. Чувствительность установки по магнитному моменту составляла ю-5 eku (io~8 An2) при постоянной времени з секунды и могла быть улучшена в 2-3 раза путем усреднения большого числа измерений. Выходные аналоговые сигналы магнитометра, датчика Холла и термопары преобразовывались в цифровую форму вольтметрами В7-34. Связь с компьютером PC ХТ осуществлялась через интерфейс IEEE 488. Кроме этого, измерения критических токов и релаксации "замороженного" поля при температурах ниже гелиевой производились методом диамагнитного экранирования. Зтот метод реализуется путем измерения магнитного поля тонкопленочным микродатчиком Холла в центре образца непосредственно над его поверхностью. Проведен анализ источников ошибок измерений при использовании обеих методик и приведены величины экспериментальных погрешностей.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена исследованию вольтамперных характеристик и экранирующих токов в монокристаллах

Bi2+xSr2+yCal+zCu2°f

1. Рассмотрен метод расчета вольтамперных характеристик образцов на основе данных по зависимости ширины петли гистерезиса магнитного момента образца от скорости развертки внешнего магнитного поля а также из релаксации магнитного момента.

В температурном интервале 1.8-20К ВАХ монокристаллов Bi2+xsr2+yca1+zcu2ot могут быть с достаточной точностью описаны степенной зависимостью e(j)~(j/jq)n. Наклон

полученных ВАХ <11пЕ/с11га не является монотонной функцией температуры. Обсуждены возможные причины такого поведения. Зависимость 1/п(Т) показана на рис. 1.

Она

0.20

0.15 -

0.10

0.05

0.00 ^

ТЬг«24К.

Рис. 1. Зависимость обратного показателя степени ВАХ от температуры.

10

Рис. 2. Зависимость экранирующего тока от температуры для образца состава В1е. 115г2. цСао

имеет резкий максимум при температуре Т1г»17К. Для фиксированного порога по Е (ю-5 В/см) зависимость плотности экранирующих токов :г3 от температуры приведена на рис. 2. Она имеет излом при температуре Ниже Т^ Д3(Т) близко к экспоненциальному а3(Т)=аЕ(0)ехР(-т/то) со значениями параметров (0) = (4— 6) -106 А/СМ2, Т0К3.8-4.1К. Величина Т0 для исследованных образцов существенно меньше, чем для монокристаллов ТтВа2Си3ох.

В области температурах Т< 4-5К зависимость ^(Т) насыщается

при значениях .18«(2.4-з)-юбА/см2. Выше Т=Т

зависимость

Д3(Т) является существенно более плавной. Величина Де(т=Т1;г)«2-3'104 А/см2. Изменения параметра Т0 от образца к образцу очень малы для одного и того же значении Е. Величина Т0 уменьшается при этом с уменьшением Е. Уменьшение порога по Е с ю-5 В/м до ю-11 В/м ведет к снижению Т0 с з.эК до

2.2К. С уменьшением Е уменьшается также и от 24 до 16-20К.

Установлено, что с ростом индукции внешнего магнитного поля В после участка достаточно быстрого падения в 2-2.5 раза зависимости л5(В) близки к экспоненциальным л3(В)~ехр(-в/в0). Показано, что кривые л3(в) характеризуются скейлинговым поведением в осях а3(в)/л3(в=0)=р(в/л3(в=0)), где универсальная функция г не зависит от температуры и скорости развертки внешнего поля. Для достаточно больших аргументов эта функция близка к экспоненте. Полученный скейлинг справедлив, однако, лишь для температурного интервала 4.2-15К, т.е. ниже Т1:г. При более высоких температурах, т.е. выше 15К нормированные зависимости л3(В) лежат выше универсальной функции к(х). Начальное резкое падение а5(В) выше 15-20К практически пропадает.

Степенной характер ВАХ соответствует логарифмической зависимости энергии активации абрикосовских вихрей от протекающего тока л3: и=и01п(лс/л3). Результаты измерений свидетельствуют, что область Т<Т£Г характеризуется значениями и0 около юок, тогда как т>т1;г- существенно большими ио~500-700К.

Исходя из наличия на зависимостях л3(Т,В) двух температурных интервалов с качественно разным поведением, а также на основе данных п(Т) сделано предположение о наличии двух режимов пиннинга в монокристаллах вл.2+хзг2+уСа1+2си2ог;, эффективных ниже и выше тгг. Величина т1;г~1б-24К зависит от критерия по Е и уменьшается с его уменьшением.

В области температур вблизи Т^ на многих монокристаллах вл.2+хзг2+уСа1+2си2ог. наблюдалась аномальная зависимость л3(В) с максимумом при В»900-1200Гс ( так называемый "пик-эффект"). Длительный отжиг при комнатной температуре (20 месяцев) привел к исчезновению пик-эффекта и росту максимального обратимого вклада в намагниченность Мгеу примерно в 2.5 раза при Т=22К, лишь незначительно увеличивая

ширину гистерезиса. Соскабливание поверхностей образца лезвием скальпеля привело к уменьшению обратимого вклада. Возрастание Мгеу после*' длительного хранения, по-видимому, может быть связано с изменением состояния поверхности после отжига при комнатной температуре и увеличением вследствие этого барьера Бина-Ливингстона.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ изучено возможное влияние на пиннинг в монокристаллах в12+хБг2+уса1+гси2о.(. отклонений от стехиометрии по различным элементам.

Область гомогенности фазы вз.2+х5г2+уса1+2си2о.ь достаточно широка. Катионы Вл.,5г,са, входящие в состав монокристаллов вл.2+хзг2+уса1+2си2о^ имеют близкие размеры. Поэтому для этой фазы наблюдается образование областей твердых растворов и даже однофазные по рентгеновским измерениям образцы имеют отклонения от стехиометрии. Слабый беспорядок, вызванный флуктуациями отклонения от стехиометрии, возможно, является основной причиной пиннинга в монокристаллах ВТСП.

С целью проверки этого предположения нами были проведены измерения зависимости J£(T) для 23 монокристаллов В2.2+хБг2+уСа1+2си2с>£, выращенных тремя технологическими группами, и имевших разную степень отклонения от стехиометрии. Состав образцов определялся методом локального рентгеноспектрального микроанализа на установках "самевах 301" 'и "^оь". Установлено, что отличия в величинах и поведении ^(Т) при т<^г для всех исследованных образцов достаточно малы, величина ,т£.(т=5.зк) для большинства образцов находится в диапазоне (1.5-2.4)-ю6 А/см2 и только для образцов с пониженной Тс (68 и 74К) и составом, близким к краю области гомогенности, а также для образца, отожженного при низком давлении кислорода (0.02 атм) :г5(т=5.зк) уменьшается до (1.0-1.3) *ю6 А/см2.

Аналогичная слабая зависимость от состава была получена и при исследованиях- зависимостей 113(6). Предложена интер-

претация полученных результатов, связывающая низкотемпературный пиннинг с флуктуациями стехиометрии, существующими во всех образцах.

ПЯТАЯ ГЛАВА посвящена влиянию радиационных дефектов на пиннинг в монокристаллах в:.2+хзг2+уса1+2си20£ и ттВа2си3ох.

Монокристаллы в12+хзг2+уса1+2си20£ облучались ионами аргона и криптона. Длины свободного пробега ионов, как правило, превышали толщину образцов. Получено, что по сравнению с исходными образцами ВАХ облученных монокристаллов стали круче и сместились в сторону больших л3, что соответствует возрастанию энергии активации и0. Зависимости л5(Т) для облученных образцов могут быть описаны характерным для монокристаллов ВТСП экспоненциальным законом со значениями параметров т0Аг=12-14К (облучение аргоном), т0Кг=5-бК (облучение криптоном). Значения (Т=5К)~9>ю6-1.1-ю7 А/см2, полученные на образца?:, облученных криптоном, являются, насколько нам известно, наибольшими для массивных ВТСП материалов состава в12+х5г2+уса-^+2си2о^ и соответствуют максимальным достигнутым для монокристаллов УВа2си3ох, после облучения нейтронами. Большие величины наблюдаются только в высококачественных эпитаксиальных пленках.

Полевые зависимости Л"Е(В) также могут быть описаны экспоненциальным законом л3(в)=л3(0)ехр(-в/в0(т)).

Воздействие аргоном лишь слегка увеличивает В0, тогда как криптон приводит к значительному при понижении температуры росту В0 по сравнению с исходным образцом, достигающему порядка величины при Т=35К. Во всех случаях облучение приводило к исчезновению на кривых М(Н) пик-эффекта.

Для образцов ,облученных криптоном, установлен эффект отжига при комнатной температуре. Хранение в течение б месяцев привело к некоторому снижению и В0 в области высоких температур. После облучения ионами аргона эффектов отжига обнаружено не было.

После облучения вольтамперные характеристики оставались близки к степенным. Из наклона ВАХ определены значения энергии активации ис. Облучение ионами Аг приводит к постепенному размытию скачка и(Т) при Т=ТЬг, характерного для исходных образцов и к некоторому росту и при высоких температурах. Облучение ионами криптона приводит к еще более сильному уменьшению этого скачка и примерно постоянному и«45оК (40 мэв) при высоких температурах.

ШЕСТАЯ ГЛАВА посвящена исследованиям анизотропии экранирующих токов в монокристаллах ттВа2си3ох и УВа2си3ох.

Анизотропия лБ может быть весьма чувствительной к содержанию в образце кислорода и наличию в нем микротрещин. Перечисленные факторы говорят о необходимости измерений всех трех компонент лв на одном и том же образце, что и было сделано в настоящей работе для образцов ттВа2си3ох и ува2си30х.

Критическая плотность тока в анизотропном случае характеризуется как направлением протекания тока, так и направлением внешнего магнитного поля Для полидоменного образца независимыми компонентами будут лЕ(Хс), лБ(сХ) и л5(хх). Здесь значок "х" соотвествует направлению перпендикулярному оси "с". Первый верхний индекс соответствует направлению течения тока, второй-направлению магнитной индукции.

Установлено, что компоненты и лв(Хс) близки по

величине: лБ(х°)к(1.2-1.5)•лБ("и") при всех исследованных температурах в внешнем поле, стремящемся к нулю. Отношение к=л3(хх)(Т)/ле(°х)(Т)=5 и практически не зависит от температуры, несмотря на изменение л^"1""1") почти на два порядка. Такая же величина анизотропии была получена для трех других монокристаллов тмВа2Си3ох с Тс»91-92К и соответствует анизотропии длин когерентности. Эти результаты находятся в согласии с появившимися позднее теоретическими расчетами Блаттера, Гешкенбейна и Ларкина.

Отношение /Лд^^иБ сохраняется до полей Н=5кЭ

при температуре 5оК. В то же время компоненты ■э"3Хс и сГд"1"1" имеет существенно разные полевые зависимости: при Н>2кЭ возрастает с увеличением Н (в этой области температур наблюдается пик-эффект ), а .т.."1"1" уменьшается.

Анизотропия экранирующего тока измерялась также для образцов УВа2си3ох с ТС«88К й Тс= 79К. Отношение зв°1'1Т)/аа±с(Т) для монокристалла с Тс«88К равно примерно юо при Т=5.2К и уменьшается примерно до ю при Т=5оК. Для образца с ТС«79К при Т=5К а5сХСТ)/Д3Хс(Т)»24.

С целью изучения влияния радиационных дефектов на различные компоненты :гБ образец ТтВа2си3ох был облучен ионами углерода с энергией з. 5 ГЭВ/нуклон в направлении, перпендикулярном оси С с дозой около ю12см~2. После облучения существенное ( в 2-2.5 раза) увеличение ширины петли гистерезиса М наблюдалось только при направлении поля, параллельном ионным трекам, при., температурах Т<юк. В результате было получено, что индуцированная облучением добавка к компонентам и ^с;0"1" примерно одинакова и при

Т-5.2К составила около 1.з»ю5 А/см2 а величина анизотропии к уменьшилась примерно до к=з.7.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Изучены температурные и полевые зависимости экранирующей плотности тока для монокристаллов Вл.2+хБг2+уСа1+гси2о1; и тшВа2си3ох в широком интервале температур и магнитных полей при разных порогах по электрическому полю.

2. В монокристаллах фазы в12+хзг2+уСа^+гси2о^. обнаружены два режима пиннинга с сильно отличающимися свойствами, причем пиннинг, доминирующий при низких температурах характеризуется аномально резкими температурными и полевыми зависимостями экранирующей плотности тока и очень малой величиной энергии активации крипа потока ииюоК.

3.- Показано, что температура, при которой происходит смена режимов пиннинга, зависит от электрического поля в образце и смещается с 24К до 1бК при уменьшении Е с ю-5 до ю-11 В/м. 4 На основе данных по релаксации намагниченности и зависимости гистерезиса магнитного момента от скорости развертки внешнего поля получены вольтамперные

характеристики монокристаллов Bi2+xsr2+yca1+zcu20t.

Установлено, что они с хорошей точностью могут быть аппроксимированы степенной зависимостью E~Jn с показателем степени, обратно пропорциональным температуре. 5. Исследовано влияние отклонения от стехиомерии на температурные и полевые зависимости экранирующей плотности тока в монокристаллах фазы Bi2+xsr2+yCa1+zcu2ot. Показано, что вариации состава образцов в пределах области гомогенности фазы оказывают лишь малое влияние на экранирующую плотность тока.

6 Для полевых зависимостей экранирующей плотности тока Js в монокристаллах Bi2+xsr2+yca1+zcu2ot при температурах 4.2-15К обнаружено универсальное скейлинговое поведение в осях Js(B)/Js(B=o)=F(B/Js(B=o)), причем функция F не зависит от температуры и порога по электрическому полю.

7. Показано, что длительное хранение монокристаллов Bi2+xSr2+yCai+zCu2°t приводит к значительному росту вклада в обратимую намагниченность образцов от поверхностных токов и к появлению резкой температурной зависимости этого вклада.

8. В монокристаллах фазы Bi2+xsr2+yCaj+zcu2o^ обнаружен резкий рост экранирующей плотности тока под действием облучения ионами аргона и криптона. Установлено значительное различие во влиянии облучения аргоном и криптоном с дозой (0.9-1)-lo12 см-2 на температурные и полевые зависимости экранирующего тока. После облучения криптоном получены наибольшие для массивных образцов фазы Bi2+xSr2+yCa1+zcu2ot критические плотности токов i.i-ю7 А/см2 ( при Т=5.2К).

9. Для облученных ионами криптона монокристаллов Bi2+xSr2+yCai+zCu2°t обнаружено влияние отжига при комнатной температуре, приводящее к уменьшению плотности экранирующего тока после длительного хранения в течение 180 дней.

ю. Для монокристаллов фазы TmBa2Cu3ox независимо определены три компоненты экранирующей плотности тока. Показано, что в слабых магнитных полях величина экранирующей плотности тока в плоскости ab практически не зависит от направления внешнего магнитного поля. Полученное отношение Js-Vjs1*: экранирующей плотности тока в плоскости ab к экранирующей плотности тока вдоль оси с примерно равно 5 и близко к величине анизотропии длины когерентности данной сверхпроводящей фазы.

11. Обнаружено, что облучение ионами углерода вдоль плоскости ab монокристалла ттва2си3ох приводит к уменьшению анизотропии экранирующих токов для внешнего магнитного поля, параллельного ионным трекам.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. V.V.Moshchalkov, A.A.Zhukov, A.A.Gippius, O.V.Petrenko, V.A.Rybachuk, V.I.Voronkova, V.К.Yanovsky, FIRST CRITICAL FIELDS, CRITICAL CURRENTS AND FLUX CREEP OF MONODOMAIN TmBa2Cu3Ox SUPERCONDUCTING SINGLE CRYSTAL, Abstracts of Yamada Conference XXV on Magnetic Phase Transition, Osaka, Japan, April 13-16, 1990,p.64.

2. Жуков А.А., Мощалков В.В., Рыбачук В.А.,Воронкова В.И.,

Гончаров И.Н. АНИЗОТРОПИЯ КРИТИЧЕСКОГО ТОКА В МОНОКРИСТАЛЛАХ TmBa2Cu3ox и YBa2Cu3Ox. ФНТ 17(1991), 1398-1400.

3. А.А.Жуков, В.В.Мощалков, В.А.Рыбачук, В.А.Мурашов, И.Н. Гончаров. ДВА МЕХАНИЗМА ПИННИНГА В МОНОКРИСТАЛЛАХ ФАЗЫ Bi2+xSr2+yCa1+zCu2Ot Письма В ЖЭТФ, 59 (1991),466-469.

4. V.V. Moshchalkov, A.A. Zhukov, V.A. Rybachuk, A.A. Bush,

V.I. Voronkova, V.K. Yanovsky. THE CRITICAL CURRENT AND MAGNETIZATION ANISITROPY IN TmBa2Cu3Ox AND Bi2+xSr2+y.Ca1+zCu2Ot SINGLE CRYSTALS Physica В 169 (1991) 651-652.

5. S.N. Gordeev, I.S. Dubenko, V.A. Murashov, A. A. Zhukov, V.A. Rybachuk, I.N. Goncharov, A.Y. Martynkin TWO PINNING MECHANISMS IN THE SINGLE CRYSTALS OF THE HIGH-Tc SUPERCONDUCTORS. Proceedings of International Conference on high-Tc Superconductivity and Localization Phenomena

Moscow,1991. - M29.

6. Жуков А.А., Мощалков В.В., Рыбачук В.А., Воронкова В.И., Яновский В. К. АНИЗОТРОПИЯ КРИТИЧЕСКОГО ТОКА В МОНОКРИСТАЛЛАХ TmBa2cu3ox и YBa2cu3ox -материалы з Всесоюзного совещания по высокотемпературной сверхпроводимости Харьков, 199i. N Эд22.

7. A. A. Zhukov, V.V. Moshchalkov, V.A. Rybachuk, V.A. Murashov, A.Yu Martynkin, S.W. Moshkin, I.N. Goncharov TWO MECHANISMS OF PINNING IN Bi2+xSr2+yCa1+zCU2Ot SINGLE CRYSTALS Physica С 185-189 (1991) 2137-2138.

8 A.A. Zhukov, V.V. Moshchalkov, V.A. Rybachuk, V.I. Voronkova, I.N. Goncharov, THE .INFLUENCE OF RELATIVISTIC 12C IONS IRRADIATION ON DIFFERENT CRITICAL CURRENT COMPONENTS IN TmBa2Cu3Ox SINGLE CRYSTALS.Physica С 185-189 (1991), 2191-2192.