Экспериментальное изучение особенностей динамики вихревой решетки и критических токов в анизотропных ВТСП системы YBCO тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.09 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. В. ЛОМОНОСОВА

Экспериментальное изучение особенностей динамики вихревой решетки и критических токов в анизотропных ВТСП системы УВСО

специальность 01.04.09 физика низких температур и криогенная техника

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 537.312.62

Калинов Алексей Валерьевич

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре физики низких температур и сверхпроводимости Физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова и во Всероссийском электротехническом институте.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Фишер Леонид Михайлович

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат физико-математических наук Волошин Игорь Федорович

доктор физико-математических наук Пономарев Ярослав Георгиевич

кандидат физико-математических наук Головашкин Александр Иванович

НИЦ прикладных проблем электродинамики Объединенного института высоких температур Российской АН

Защита состоится " ^ " _ 1996 года в .^-¿ШГчасов на засе-

дании Специализированного совета N2 (К053.05.20) Отделения физики твердого тела в МГУ им. М. В. Ломоносова по адресу:

Москва, 119899 ГСП, Воробьевы Горы, МГУ, Физический факультет, криогенный корпус, ауд. 2-05.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физического факультета МГУ.

Автореферат разослан апреля 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета N2 ОФТТ (К053.05.20) МГУ им. М. В. Ломоносова др. физ.-мат. наук

Г. С. Плотников

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Открытие Беднорцем и Мюллером высокотемпературной сверхпроводимости повлекло за собой огромный всплеск интереса к исследованиям в этой области, поскольку применение ВТСП во многих областях науки и техники, где уже используются сверхпроводящие устройства, работающие при гелиевых температурах, выглядит крайне заманчиво, в силу возможности существенного снижения затрат на эксплуатацию приборов и коммерческих устройств, работающих при температуре жидкого азота. В процессе исследований оказалось, что практическое использование ВТСП наталкивается на целый ряд как технологических, так и принципиальных ограничений, так что большинство потенциальных возможностей их применения до сих пор не реализовано. Следует отметить, что разработка устройств с использованием ВТСП тесно связана с проведением фундаментальных исследований. Разработка экспериментальных методов и теоретических моделей, позволяющих корректно определять и интерпретировать те или иные характеристики объектов, способствует успешному решению технологических проблем.

Основной макроскопической характеристикой сверхпроводников, определяющей возможности их практического применения, является величина критической плотности тока — ]с. Данная характеристика определяется, главным образом, свойствами центров пиннинга, т. е. структурой дефектов, однако, изучение полевых, угловых и температурных зависимостей ]с может давать информацию и о свойствах самой вихревой решетки, что позволяет проверить некоторые теоретические модели, предсказывающие новые физические явления. Для сильно анизотропных сверхпроводников теория предсказывает, например, размерный переход от трехмерных анизотропных вихрей к системе двумерных панкейков, захват вихрей между атомными Си-О слоями, фазовые переходы типа плавления в системе вихрей и т. п.

Изучению процессов пиннинга и свойств вихревой решетки в сильно анизотропных ВТСП посвящено большое число как теоретических, так

и экспериментальных работ, тем не менее, большинство из предсказываемых особенностей вихревого состояния (см., напр., [1]) до сих пор не обнаружено. По-видимому, вся совокупность наблюдаемых свойств вихревой решетки в ВТСП не может быть полностью описана в рамках одного физического подхода, и поэтому мы ограничили свое внимание исследованием лишь некоторых особенностей динамики вихревой решетки и токонесущих свойств ВТСП.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключалась в экспериментальном исследовании электромагнитных свойств текстурированных и монокристаллических образцов УВагСизОх в сверхпроводящем состоянии, а также в изучении анизотропии их токонесущей способности.

В работе проводились измерения:

• действительной и мнимой компонент динамической магнитной восприимчивости текстурированных и монокристаллических образцов как функции температуры Т = 66 - 93 К, величины магнитного поля Н = 0 - 20 кЭ и его направления относительно кристаллографических осей образца (угол <р), а также относительно направления плоскостей двойникования (угол

• статического магнитного момента как функции амплитуды и направления переменного магнитного поля Ло = 1 - 600 Э и величины постоянного магнитного поля Н = 0 - 20 кЭ;

• напряженности электрического поля Е на поверхности образца как функции времени при различных амплитудах, частотах и фазах двух взаимодействующих магнитных полей.

Результаты измерений использовались для решения следующих задач:

• изучения некоторых следствий уравнения критического состояния 3 = ]с • (Е/Е), связанных с нелинейным характером этого уравнения;

• определения анизотропии критической плотности тока в тексту-рированных образцах УВСО и исследования влияния магнитного поля и температуры на компоненты анизотропной ]с\

• исследования зависимости ]с от направления постоянного магнитного поля Н, а также влияния на эту зависимость величины поля и температуры в текстурированных и монокристаллических образцах УВСО;

• изучения особенностей полевых и угловых зависимостей ]с при пиннинге на системе регулярных плоских дефектов типа границ двойникования;

• исследования эффекта аномального возрастания эс при увеличении температуры в текстурированных образцах УВСО.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в том, что в ней впервые

• исходя из модели критического состояния в форме материального уравнения j = • (Е/Е), предсказан и экспериментально обнаружен коллапс статического магнитного момента под воздействием переменного магнитного поля;

• экспериментально обнаружены скачки временной зависимости напряженности электрического поля на поверхности сверхпроводника, и показано, что это явление есть следствие нелинейности уравнения критического состояния;

• по измерениям динамической магнитной восприимчивости исследована анизотропия критической плотности тока в текстурированных ВТСП, получены магнитополевые, температурные и угловые зависимости критической плотности тока

• предложен метод бесконтактного определения компонент критической плотности тока ^ и основанный на измерении отклика

образца на переменное магнитное поле различной амплитуды или как функции одного из размеров образца;

• с помощью единой экспериментальной методики проведены исследования зависимости критической плотности тока от направления постоянного магнитного поля для двух объектов, различающихся микроструктурой, — текстурированных и монокристаллических образцов УВСО;

• в монокристалле УВСО обнаружен эффект возрастания )е при увеличении магнитного поля (пик-эффект) при пиннинге на двойниковых границах (Н || ДГ), причем, пик-эффект исчезает при небольшом отклонении Н от этого направления;

• обнаружена немонотонная зависимость критической плотности тока от температуры на плавленом образце УВСО, и исследовано ее поведение при изменении величины и направления магнитного поля.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ полученных в работе результатов обусловлена тем, что они позволяют установить связь между микроструктурой ВТСП материалов и их токонесущими характеристиками. Отдельные экспериментальные подходы, развитые в работе, могут быть использованы при исследовании и анализе свойств ВТСП материалов, предназначенных для практического использования.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертационной работы представлялись на:

1. 7ой Международной конференции по критическим токам в сверхпроводниках (7<Л 1\УСС5), Альпбах, Австрия, 24 - 27 января 1994;

2. 7ой Международной конференции по прикладной сверхпроводимости, Баффало, США, 7-9 сентября 1994;

3. Европейской конференции по прикладной сверхпроводимости (ЕиСА8'95), Эдинбург, Шотландия, 6-9 июля 1995;

4. 8°м трехстороннем немецко-российско-украинском семинаре по ВТСП, Львов, Украина, 6-9 сентября 1995;

5. IVой конференции европейского керамического общества, Риччи-оне, Италия, 2-6 октября 1995.

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и содержит 90 страниц машинописного текста, 39 рисунков, 1 таблицу и список литературы из наиме-

нований.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обосновывается актуальность исследуемых проблем, формулируются основные цели и задачи диссертационной работы, кратко описывается структура диссертации.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ диссертации дается краткий обзор некоторых теоретических подходов к описанию сверхпроводников. Также изложены основные сведения о кристаллической структуре соединения УВа2Сиз07_{ и его основных свойствах, рассмотрены наиболее часто встречающиеся типы дефектов кристаллической структуры и макроструктура текстурированных образцов.

Уделено внимание понятию критического состояния [2, 3] и условиям применимости модели критического состояния. Приводятся некоторые следствия из этой модели, позволяющие изучать токонесущие свойства образцов с помощью бесконтактных методов [3, 4].

Рассмотрены основные механизмы пиннинга, приведены результаты теоретических расчетов для полевых зависимостей критической плотности тока в случае пиннинга на дефектах различной размерности (точечные, линейные, плоские, объемные). Основное внимание уделено пиннингу на плоских дефектах типа границ двойникования и межкри-сталлитных границ. Приводятся данные, свидетельствующие о важной роли двойниковых границ в процессах пиннинга в образцах YBCO (напр., [5]). Обсуждается возможность пиннинга вихрей между Си-О плоскостями за счет пространственной вариации параметра порядка (intrinsic pinning [6]). Также изложены наиболее интересные результаты исследований полевых и температурных зависимостей je, обращено внимание на различные аномалии этих зависимостей, наиболее широко исследуемой из которых является полевой пик-эффект в YBCO [7] — увеличение критической плотности тока с ростом магнитного поля. Перечислены некоторые модели, предлагавшиеся для его объяснения.

В ряде случаев оказывается необходимым учет собственных свойств вихревой решетки, которые обычно описываются на языке упругих модулей (см., напр., [8]). Помимо этого, рассмотрены возможные особенности вихревого состояния, связанные с анизотропией собственных параметров ВТСП. Одной из наиболее интересных возможностей является размерный 2D-3D переход [9] от двумерных вихрей — панкейков — при низких температурах к решетке анизотропных абрикосовских вихрей при более высоких.

Во ВТОРОЙ ГЛАВЕ приведена информация о методах получения и структурных характеристиках исследованных образцов, обоснованы примененные экспериментальные подходы и освещены основные методические вопросы.

В работе исследовались монокристаллические и текстурированные образцы УВагСиз07_а. Текстурированные образцы были изготовлены методом MTG (melt textured growth) и его различными модификациями в лабораториях ряда технологических групп: Всероссийского электротехнического института (В. В. Александров), Московского государ-

ственного технического университета им. Баумана (О. JI. Полущенко, H. М. Алешина), Института прикладной физики РАН, Нижний Новгород (А. С. Чурин) и Института керамики университета в Альфреде, США (J. Partis). Образцы имели форму тонких пластин с осью с, ортогональной поверхности пластины; некоторые образцы вырезались таким образом, что ось с была направлена параллельно поверхности пластины. Все текстурированные образцы обнаруживают отсутствие измеримого количества слабых связей [4].

Основные результаты работы получены путем измерения динамической магнитной восприимчивости \ — х' + гх"> которая — с помощью модели критического состояния — может быть однозначно связана с величиной критической плотности тока jc. Измерение восприимчивости основано на фазовом детектировании сигнала с приемной катушки, намотанной на образец, помещенный в переменное магнитное поле. Измерения проводились в интервале температур Т — 67 - 93 К, величины постоянного магнитного поля H — 0 - 20 кЭ, направления магнитного поля относительно основных кристаллографических осей образца (угол (р = 0 - 360°) и относительно направления границ двойникования (угол ■д = 0 - 360°).

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассмотрены некоторые особенности нелинейного взаимодействия электромагнитных волн в жестких сверхпроводниках, связанные с нелинейностью материального уравнения критического состояния

• • Е m

J = Jc-£, (1)

дополняющего систему уравнений Максвелла. Непосредственным следствием уравнения (1) оказываются экспериментально обнаруженные скачки временной зависимости напряженности электрического поля Е на поверхности образца.

Изучение зависимости E(t) на поверхности образца проводилось путем измерения сигнала с приемной катушки, пропорционального величине Е. Образец с приемной катушкой помещался в магнитное поле,

являющееся суммой двух магнитных полей:

Я(<) = /»1 соз(и>1<) + Ь2 соз(ц>2* + а). (2)

Исходя из модели критического состояния (1), можно показать, что при выполнении определенных условий на функцию Я(£): а) наличие пары максимумов (минимумов) различной высоты (глубины), и б) разница между соседним максимумом и минимумом не превышает два поля проникновения, — напряженность электрического поля на поверхности образца может меняться скачком, причем, это происходит в тот момент времени, когда магнитное поле проходит через свое предыдущее максимальное (минимальное) значение. Экспериментально обнаруженные скачки действительно, происходят в указанный момент времени и только при выполнении упомянутых условий.

Множитель Е/Е в уравнении критического состояния (1) с физической точки зрения означает, что направление экранирующего тока j совпадает с направлением электрического поля Е, вызвавшего этот ток. Одним из следствий наличия этого множителя является экспериментально обнаруженный коллапс статического магнитного момента. Это явление заключается в значительном уменьшении ширины петли гистерезиса М(Н) при увеличении амплитуды переменного магнитного поля Ло, приложенного ортогонально постоянному. При значениях магнитного поля |Я| > Н\ (поле Н\ определяется из условия Ло = ЬР(Н\)) участки кривой М(\Н\ > Н\) являются полностью обратимыми. Вид зависимости магнитного момента М от амплитуды переменного магнитного поля Ло (Рис. 1) оказывается совпадающим с видом, следующим из модели критического состояния при выполнении условий Я ^ Л о, Лр:

М(Ло) = М(0) - ^ , при Ло < Лр, (3)

где Лр — величина амплитуды переменного магнитного поля, соответствующая его полному проникновению в образец.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена исследованию особенностей поведения критического тока в текстурированных и монокристаллических образ-

Н= 8кЭ

/

Г'

>

у

л

-200

0 50 100 150 200

Лл(Э)

Рис. 1: Зависимость статического магнитного М момента от амплитуды переменного магнитного поля Ао. Пунктиром показана теоретическая зависимость M(ho) ~ 1 — (ho/hp)2.

цах YBCO, связанных с их анизотропными свойствами. Рассмотрена как анизотропия, определяемая направлением постоянного магнитного поля, так и направлением протекания экранирующего тока.

Изучение анизотропии критической плотности тока относительно направления магнитного поля (отсчитывалось от плоскости ab образцов — угол <р) проводилось на текстурированных и монокристаллических образцах. Полученные зависимости показывают, что в текстурированных образцах имеются достаточно широкие максимумы jc при направлении магнитного поля вдоль плоскостей ab, а также небольшой максимум при Н || с. По всей видимости, максимум при Н || ab соответствует пиннингу на межкристаллитных границах, что косвенно подтверждается видом зависимости jc{H) ~ Я-1/2, характерном для пиннинга на плоских дефектах.

Угловые зависимости jc в монокристаллах, напротив, имеют абсо-

ср (град.)

Рис. 2: Зависимости критической плотности тока jc от угла >р между постоянным магнитным полем Н и плоскостью ab для монокристалла (а), и сравнение измеренной зависимости jc(y>) (точки) с предсказанием теории собственного пиннинга (пунктир) (б).

лютный максимум при Н || с и очень острый пик jc при направлении Н вдоль плоскости ab (Рис. 2(a)). Мы связываем этот пик с проявлением собственного (intrinsic) пиннинга [6] вихрей между Си-0 плоскостями за счет пространственной вариации параметра порядка. Модель собственного пиннинга предсказывает, что при направлении магнитного поля вдоль плоскости ab (tp = 0) величина je максимальна и быстро уменьшается при отклонении Н от этого направления: jc ~ | sin<p|-1/2. Мы обнаружили вполне удовлетворительное согласие между результатами измерений и предсказанной зависимостью (см. Рис. 2(6)). Максимум je при направлении Н вдоль оси с может быть объяснен пиннингом на границах двойникования, которые представляют собой плоские дефекты, параллельные оси с.

Приводятся результаты исследований критических плотностей то-

ков текущих в плоскости аЬ О'"6) и вдоль оси с (Ц) и их отношения в зависимости от величины внешнего постоянного поля (до 20 кЭ), а также как функции температуры (в интервале 67-91 К). Для данных измерений использовался образец, вырезанный таким образом, что ось с лежала в плоскости образца. Результаты показывают, что отношение ■у = Не возрастает с увеличением магнитного поля.

Предложен метод для бесконтактного измерения компонент ]с без использования образцов со специальной геометрией. Данный метод основан на учете обеих компонент экранирующего тока (протекающих как вдоль ширины образца, так и вдоль его толщины) при исследовании отклика образца на переменное магнитное поле. Для разделения вкладов от компонент и Ц достаточно произвести измерения магнитной восприимчивости образца с одним измененным размером (толщиной или шириной пластины); другая возможность независимого определения величин и Ц заключается в проведении измерений при двух различных значениях амплитуды переменного магнитного поля /10. Измерения компонент }е, проведенные по методике, использующей варьирование ширины образца, показали, что параметр анизотропии 7 возрастает с ростом магнитного поля.

Обнаружена немонотонная зависимость критической плотности тока ]с от температуры Т на некоторых плавленых образцах. Положение особенности на кривой 3е(Т) (максимум производной слабо за-

висит от магнитного поля Н (до 20 кЭ) и наблюдается при Т ~ 0.9ТС во всех образцах, где проявляется данная аномалия, причем она становится более выраженной с увеличением проекции магнитного поля на ось с (Рис. 3). В качестве возможной причины данного явления рассматривается размерный переход в структуре вихревой решетки. Температура Т ~ 0.9ТС, при которой наблюдается максимум, соответствует температуре размерного 20-ЗБ перехода в УВСО [9].

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ рассмотрены особенности пиннинга упругой вихревой решетки па системе регулярных планарных центров пиннинга — границах двойникования, демонстрируется связь пик-эффекта с пиннин-

4

3

и

0

1 2

О

65 70 75 80 85

Г( К)

Рис. 3: Температурные зависимости критической плотности тока }с при различных значениях постоянного магнитного поля Н || с.

гом на двойниковых границах.

Для исследования особенностей }с, связанных с пиннингом на двойниковых границах (ДГ), применялась такая геометрия эксперимента, при которой магнитное поле Н вращалось в плоскости аЬ монокристалла, оставаясь все время параллельным ей. При этом изменялся только угол между направлением магнитного поля и плоскостями двойникования.

Для экспериментов мы использовали монокристаллы с различной структурой ДГ — в одних образцах присутствовало примерно одинаковое количество ортогональных друг другу ДГ, т.е. они были направлены как вдоль вектора (110), так и вдоль (110), а в других было преимущественно одно направление ДГ, а доля ортогональных двойников не превышала 5%.

Измерения зависимостей ]с от угла д показывают, что при направлении магнитного поля вдоль ДГ величина критической плотности тока

Рис. 4: Зависимости критической плотности тока }с от угла $ между постоянным магнитным полем Н и границами двойникования при Н = 10 кЭ и Т = 77 К для монокристаллов с различной структурой ДГ.

заметно возрастает, и более того, существует непосредственная корреляция между структурой двойников в исследуемом кристалле и видом зависимости ic(t?) (Рис. 4). В монокристалле с двумя ориентациями ДГ наблюдаются максимумы je через каждые 90° (Рис. 4(a)), тогда как при наличии преимущественного направления двойников мы имеем большие максимумы через 180° и существенно более низкий максимум между ними (Рис. 4(6)).

Это доказывает, что границы двойникования являются эффективными центрами пиннинга, когда магнитное поле направлено параллельно им, по крайней мере, при температуре 77 К.

Для дальнейшего изучения пиннинга на регулярной структуре плоских дефектов — какой являются границы двойникования — мы исследовали полевые зависимости je при направлениях Н вблизи плоскости двойникования. Обнаружено, что если Н достаточно сильно отклонено

1 10 Я(кЭ)

Рис. 5: Зависимости критической плотности тока ]с от магнитного поля Н при различных значениях угла д между магнитным полем и ДГ. Сплошные линии — результаты измерений, пунктирные — расчет.

от направления ДГ, зависимость ¡С(Н) имеет обычный убывающий характер. Однако оказалось, что если магнитное поле направлено строго вдоль двойников, то величина критической плотности тока ]с монотонно возрастает с ростом магнитного поля, по крайней мере, в доступном нам интервале магнитных полей, причем, интервал углов, в которых наблюдается аномальная зависимость ^С(Я) (Рис. 5), практически совпадает с шириной максимумов на зависимости ]с{д) (Рис. 4), что дает возможность утверждать, что эффект увеличения критической плотности тока с ростом магнитного поля связан именно с пиннингом на ДГ.

Наблюдавшиеся эффекты — увеличение )с при направлении магнитного поля вдоль ДГ и аномального поведение зависимости ]С{Н) (пик-эффект) — могут быть объяснены в рамках модели пиннинга вихревой решетки на системе регулярных плоских центров пиннинга с учетом упругих свойств вихревой решетки, предложенной А. Л. Рахмановым и

К. И. Кугелем. Эта модель предсказывает, что угловая ширина максимума je должна уменьшаться, а высота максимума — увеличиваться с ростом магнитного поля; именно такал тенденция и наблюдается в эксперименте. Кроме того, это рассмотрение объясняет возрастающую зависимость jc(H) при Н |[ ДГ, и то, что при небольших отклонениях от этого направления зависимость jc(H) проходит через максимум. Как видно на Рис. 5, теоретические кривые (пунктиры) достаточно хорошо (по крайней мере — качественно) описывают экспериментальные результаты.

III. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Обнаружено явление коллапса статического магнитного момента под действием переменного магнитного поля. Показано, что причина данного явления — вытеснение постоянных экранирующих токов из областей, в которые проникло переменное поле.

2. Изучен процесс нелинейного взаимодействия двух электромагнитных волн в жестком сверхпроводнике. Экспериментально обнаружены скачкй во временной зависимости напряженности электрического поля на поверхности сверхпроводника. Показано, что высота и положение этих скачков полностью определяются амплитудами, частотами и фазами взаимодействующих волн — в соответствии с моделью критического состояния.

3. С помощью бесконтактного метода, основанного на измерении динамической магнитной восприимчивости, исследованы зависимости критической плотности тока je от направления магнитного поля Н для монокристаллических и текстурированных образцов YBCO. Обнаружено, что в монокристаллах эта зависимость имеет узкий максимум при направлении Н || ab, связанный с собственным (intrinsic) пиннингом на Си-0 плоскостях, тогда как более широкий максимум при Н || с является следствием пиннинга на двойниковых границах. В текстурированных образцах абсолют-

ный максимум наблюдается при Н || аЬ и объясняется пиннингом на межкристаллитных границах.

4. В качественных текстурированных образцах со специальной геометрией (ось с параллельна плоскости тонкой пластины) измерена анизотропия 7 = /Л критической плотности тока. Обнаружено, что анизотропия возрастает с увеличением магнитного поля. Полученное значение параметра 7 « 6-10 характерно для большинства качественных текстурированных образцов в полях порядка нескольких килоэрстед и близко к литературным данным для монокристаллов.

5. Предложен метод определения параметра анизотропии 7 для образцов, имеющих геометрию параллелепипеда. Метод основан на измерении отклика образца на переменное магнитное поле как функции амплитуды этого поля, либо как функции одного из размеров образца.

6. Обнаружено, что в монокристаллах УВСО зависимость критической плотности тока от направления магнитного поля в плоскости аЪ имеет резкие максимумы при направлении магнитного поля параллельно плоскостям двойникования. Величина критической плотности тока возрастает в несколько раз при направлении магнитного поля вдоль двойниковых границ. Угловая ширина максимумов Ад и 5° уменьшается с ростом величины магнитного поля.

7. Изучение полевых зависимостей критической плотности тока при изменении направления Н вблизи Н || ДГ, показывает, что пин-нинг на регулярной структуре плоских дефектов (двойниковых границ) ведет к аномальной полевой зависимости ]с'- при отклонении направления Я от плоскостей двойникования в пределах ~ 5° наблюдается рост критической плотности тока с увеличением магнитного поля — пик-эффект, тогда как при больших отклонениях зависимость Зс(Н) имеет обычный монотонно убывающий характер. Полученные результаты могут быть объяснены в рамках мо-

дели, описывающей пиннинг вихревой решетки на системе регулярно расположенных плоских дефектов, и учитывающей упругие свойства решетки вихрей.

8. Обнаружено аномальное поведение температурной зависимости jc — возрастание je с ростом температуры Т — в текстуриро-ванных образцах. Проявление аномалии зависит от направления магнитного поля — увеличение je наиболее существенно при Н || с. Положение максимума производной djc/dT, соответствующее Тщах ~ 0.9Те, слабо зависит от величины магнитного поля и достаточно хорошо воспроизводится во всех образцах, где наблюдалась аномалия jc{T). Данное явление связывается с переходом от двумерной вихревой решетки при низких температурах к трехмерной решетке абрикосовских вихрей при более высокой Т.

Основное СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО в следующих работах:

1. L. М. Fisher, I. F. Voloshin, V. S. Gorbachev, S. E. Savel'ev, A. V. Kalinov. Temperature and magnetic field dependencies of the critical current density in melt-textured superconductors. // In Harald W. Weber, editor, Proceedings of 7th International Workshop on Critical Currents in Superconductors, pp. 439-442, Singapoure 1994, World Scientific Publishing.

2. L. M. Fisher, A. V. Kalinov, J. Mirkovic, I. F. Voloshin, S. A. Zver'kov, A. Bondarenko, M. Obolenskii. Anisotropy of AC magnetic susceptibility and J с in YBCO bulk textured samples and single crystals. / / Applied Superconductivity 2 (1995) 639-643.

3. I. V. Baltaga, К. V. Il'enko, N. M. Makarov, V. A. Yampol'skii, L. M. Fisher, A. V. Kalinov, I. F. Voloshin, M. Pinsky. Jumps of the electric field on the surface of a hard superconductor. // Solid State Commun. 93 (1995) 697-700.

4. L. M. Fisher, A. V. Kalinov, J. Mirkovic, V. M. Soukhov, I. F. Voloshin. The abnormal temperature dependence of Jc in YBCO textured high-Tc superconductors. // In D. Dew-Hughes, editor, Applied Superconductivity, proceedings of EUCAS 1995, pp. 263-267, IOP Publishing 1995.

5. L. M. Fisher, A. V. Kalinov, J. Mirkovic, I. F. Voloshin, A. V. Bondarenko, M. A. Obolenskii, R. L. Snyder. Comparative study of anisotropy of the critical current density in YBCO melt textured samples and single crystals. // In D. Dew-Hughes, editor, Applied Superconductivity, proceedings of EUCAS 1995, pp. 263-267, IOP Publishing 1995.

6. F. Perez-Rodriguez, I. V. Baltaga, K. V. Il'enko, N. M. Makarov, V. A. Yampol'skii, L. M. Fisher, A. V. Kalinov, I. F. Voloshin. Interaction of electromagnetic waves in hard superconductors. // Physica C 251 (1995) 50-60.

7. L. M. Fisher, A. V. Kalinov, J. Mirkovic, I. F. Voloshin, A. V. Bondarenko, M. A. Obolenskii, R. L. Snyder. Angular dependence of the critical current density in YBCO samples on the magnetic field orientation. // In A. Barone, D. Fiorani, and A. Tampieri, editors, Fourth Euro-Ceramics, Vol. 7, pp. 71-76, Faenza, Italy 1995, Gruppo Editoriale Faenza Editrice.

8. L. M. Fisher, A. V. Kalinov, J. Mirkovic, I. F. Voloshin. Temperature and magnetic field dependencies of Jc in textured high-Tc superconductors. // In A. Barone, D. Fiorani, and A. Tampieri, editors, Fourth Euro-Ceramics, Vol. 7, pp. 71-76, Faenza, Italy 1995, Gruppo Editoriale Faenza Editrice.

9. L. M. Fisher, A. V. Kalinov, I. F. Voloshin, I. V. Baltaga, K. V. Il'enko, V. A. Yampol'skii. Superposition of currents in hard superconductors placed into crossed AC and DC magnetic fields. // Solid State Commun. 97 (1996) 833-836.

ЛИТЕРАТУРА

[1] E. H. Brandt. The flux-line lattice in high-Tc superconductors. // Journal of Supercond. 6 (1993) 201-217.

[2] C. P. Bean. Magnetization of hard superconductors. // Phys. Rev. Lett. 8 (1962) 250-253.

[3] Charles P. Bean. Magnetization of high-field superconductors. // Rev. Mod. Phys. 36 (1964) 31-39.

[4] L. M. Fisher, V. S. Gorbachev, N. V. Il'in, N. M. Makarov, I. F. Voloshin, R. L. Snyder, S. T. Misture, M. A. Rodriguez, V. R. W. Amarakoon D. P. Matheis, J. G. Fegan, J. A. T. Taylor, and A. M. M. Barus. Effect of microstructure on the magnetic-field dependence of the local critical current density in YBa2Cu307_« superconductors. // Phys. Rev. B 46 (1992) 10986-10996.

[5] E. M. Gyorgy, R. B. van Dover, L. F. Schneemeyer, A. E. White, H. M. O'Bryan, R. J. Felder, J. V. Waszczak, W. W. Rhodes, and F. Hellman. Sharp angular sensitivity of pinning due to twin boundaries in Ba2YCu307. // Appi. Phys. Lett. 56 (1990) 2465-2467.

[6] M. Tachiki and S. Takahashi. Anisotropy of critical current in layered oxide superconductors. // Solid State Commun. 72 (1989) 1083-1086.

[7] M. Daeumling, J. M. Seuntjens, and D. C. Larbalestier. Oxygen-defect flux pinning, anomalous magnetization and intra-grain granularity in YBa2Cu307-i. // Nature 346 (1990) 332.

[8] G. Blatter, M. V. Feigel'man, V. B. Geshkenbein, A. I. Larkin, and V. M. Vinokur. Vortices in high temperature superconductors. // Rev. Mod. Phys. 66 (1994) 1125.

[9] D. Feinberg. Vortex lines in layered superconductors. I. From 3D to 2D behaviour. // J. Phys. Ill France 4 (1994) 169-208.