Магниторезестивные свойства монокристаллов YBaCuO допированных алюминием и празеодимом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ л я На правах рукописи

МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ УВаСиО ДОПИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕМ И ПРАЗЕОДИМОМ

01.04.07 — "Физика твердого тела" 01.04.22 — "Сверхпроводимость"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

14 . .=>.

" ~ Эль Саадауи Мохамед Абдель Латеф

Харьков — 1995

Диссертация является рукописью.

Диссертация выполнена и Харьковском государственном

университете.

Научный руководитель: доктор физ.-мат. наук, профессор

Оболенский Михаил Александрович

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук, профессор

Беляева Алла Ивановна (Харьковский физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина) канд. физ.-мат. наук, доцент Гвоздиков Владимир Михайлович (Харьковский государственный университет)

Ведущая организация: Харьковский государственный

политехнический университет

Защита состоится "«". " Г ¡¿гУ*^* _ 1996 г. в п часов на заседании специализированного совета Д 02.02.15 в Харь ко веко: государственном университете (310077, г.Харьков, пл. Свободы, 4, аул- им. К.Д.Синельникова)

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ХГУ

Автореферат разослан " 15_" 6 г.

Ученый секретарь ^-^гь—

специализированного совета у^/ш^Я^ В.П. Пойда

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы и степень исследования тематики диссертации. Одной из прикладных задач ВТСП является получение материалов с высокой токонесущей способностью в магнитных полях при высоких температурах. Однако исследования направленные на получение высокой токонесущей способности у этих материалов при азотных температурах натолкнулись на ряд принципиальных трудностей связанных с природой высокотемпературных сверхпроводников. В отличие от низкотемпературных, высокотемпературные сверхпроводники обладают малой длиной когерентности большой глубиной проникновения магнитного поля X., и существенно анизотропной кристаллической структурой, которая обуславливает значительную анизотропию физических характеристик. Это приводит к значительному усилению процесса термически активированного депиннингл и, как следствие, к снижению значений критического тока. Причина такого снижения заключается в том, что малая величина Е, приводит к малым значениям энергии пиннинга, а большие значения X — к смятению упругих модулей вихревой решетки и, как следствие, к уменьшению корреляционного объема в котором вихревая решетка неннингуется коллективно. Наклонные модули вихревой решетки становятся очень малыми, так. что отдельные сегменты могут депиннинговаться индивидуально, поскольку они обладают малой активационной энергией. Из-за малой энергии активации термически активируемый крип вихрей в высокотемпературных сверхпроводниках наблюдается вплоть до температуры жидкого гелия, что существенно уменьшает токонесущую способность этих материалов. Одним из основных вопросов термоактивируемого крипа является фазовое состояние вихревой системы, которое определяет токовую зависимость эффективного потенциала пеннинга и, а следовательно и динамику термоактивируемого движения магнитного потока.

С другой стороны, как показали исследования эпитаксиальных пленок УВа2Си307 х, при температуре жидкого азота в магнитном поле 1Т можно достигнуть значений критического тока на уровне 106А/см2, что эквивалентно значению критического тока для ЫЬ^п в поле 5Т при температуре 4,2К. При этом возникает вопрос о принципиальной возможности получения предельной токонесущей способности ВТСП материалов (на уровне тока распаривания) в достаточно сильных магнитных полях. Ответ на этот вопрос могут дать экспериментальные исследования объектов содержащих контролируемые центры

пшшинга и обладающих высоким совершенством. В качестве таких объектов га настоящей работе; выбраны монокристаллы системы УВа.С'ир.,^ (УНСГО) содержащие контролируемые дефекты.

Цель и основные задачи исследований. Цель работы заключалась н выяснении влияния различных типов дефектов на резистивные свойства монокристаллов УВСО в нормальном и сверхпроводящих состояниях, в установлении связи между свойствами нормального и сверхпроводящего состояний, а также в исследовании явления шш-нинга в монокристаллах содержащих контролируемые дефекты с использованием резистивных и магнитных методов. В процессе выполнения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Вырастить совершенные монокристаллы УВа^С^О^ с контролируемыми дефектами и определить топологию плоских дефектов.

2. Изготовить мостики для проведения транспортных измерений на постоянном токе при высоких плотностях транспортного тока.

3. Исследовать транспортные характеристики кристаллов в нормальном состоянии.

4. Измерить вольт-амперные характеристики при различных ориентациях вектора магнитного поля по отношению к плоским дефектом.

5. Измерить релаксацию намагниченности и петли намагниченности в широком интервале температур.

6. Определить вклад точечных и плоских центров пшшинга в температурные, угловые и полевые зависимости эффективного потенциала пиннинга и критического тока.

Научная новизна определяется тем, что в процессе выполнения работы (1) выращены совершенные монокристаллы УВа2Си307 х с контролируемыми и пространственно однородно распределенными дефектами; (2) изучено влияние легирования алюминием и празеодимом на транспортные свойства в нормальном и в сверхпроводящем состояниях, а также исследовано влияние легирования на токонесущую способность и динамику вихрей в монокристаллах УВа.,Си.,07 ^ (3) показано, что в монокристаллах легированных алюминием в области высоких температур пиннинг и динамика магнитного потока описываются теорией коллективного пиннинга с учетом теплового движения вихревой решетки; фаза незапшшингованной вихревой жидкости в таких кристаллах отсутствует; (4) установлено, что частичная замена У на Рг приводит к уменьшению как эффективного потенциала пиннинга, так и

критического тока; (5) показано, что в монокристаллах легированных алюминием немонотонная полевая зависимость критического тока, определяемого по уровню падения напряжения на образце является следствием конкуренции двух процессов: возрастанием эффективного потенциала пишишга и уменьшения критического тока депиннинга при увеличении магнитного поля.

Яг) защиту выносятся следующие положения:

!. Границы двойников в монокристаллах являются эффективными центрами рассеяния носителей тока. Твидовая структура в монокристаллах УВа„Си ,.уА1у07 х при х<0,1 и у<0,05 не образуется. Примеси алюминия являются эффективными центрами рассеяния носителей тока и легирование алюминием в пределах у<0,05 приводит к двухкратному увеличению электросопротивления в аЬ-плоскости.

2. Критический ток депиннинга в монокристаллах с добавками алюминия при увеличении внешнего магнитного поля уменьшается, а немонотонная нолевая зависимость критического тока определяемого по урошпо падения напряжения на образце является следствием конкуренции двух процессов: ростом потенциала пиннинга и уменьшением критического тока депиннинга при увеличении магнитного поля. Температурные зависимости критического тока в наклонных относительно границ двойников магнитных полях удовлетворительно описываются уравнениями полученными в рамках теории коллективного пиннинга на мелкомасштабных дефектах с учетом тепловых колебаний вихревой решетки. При ориентации поля Н||с оказывается влияние ДГ, что приводит к более слабому росту критического тока при понижении температуры. Угловая зависимость критического тока при небольших углах разориентации вектора Н относительно границ двойников удовлетворительно описывается уравнением полученным в рамках модели зигзагообразной структуры вихревых нитей.

3. Частичная замена У на Рг в монокристаллах УВСО приводит к уменьшению как величины критического тока, так и величины эффективного потенциала пиннинга. Эффективный потенциал пиннинга в рамках модели Андерсона-Кима немонотонно зависит от температуры: он увеличивается с повышением температуры вплоть до температуры теплового депиннинга, а вблизи температуры теплового депиннинга резко уменьшается.

Практическая ценность работы состоит в том, что в ней определен вклад плоских дефектов в электросопротивление кристаллов УВСО, а также в процессы пишгинга и динамики магнитного потока в

монокристаллах УВа.Си,.^1,0,., (хг:(),1 м у<0,()5); установлено влияние частичной замены У на ¡'г в монокристаллах УВСО на шшшшг и динамику магнитного потока. Полученные результаты могут быть использованы при выборе оптимального соотношения точечных и плоских центров шпшинга и их распределения с целью получения материалов с высокой токонесущей способностью.

''Личный вклад автора. Автор вырастил чистые и легированные празеодимом и алюминием монокристаллы УВа./'и ,0, _х (УВСО), а также исследовал топологию двойниковых границ (ДГ) I! полученных монокристаллах. Он провел розисттшие исследования транспортных свойств кристаллов в нормальном и сверхпроводящем состояниях. В рамках существующих моделей осуществил обработку результатов магнитных исследований токонесущей способности и динамики вихревой решетки п чистых и легированных празеодимом монокристаллов УВС'О.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международно!! конференции но физике сверхпроводимости, проводившейся в сентябре ¡'.ЮЛ г. ФТ11ПТ АН Украины, г.Харьков; на межвузовской конференции "Физические явления в твердых телах", проводившейся 1-3 февраля 1995 г., ХГУ, 1'. Харьков; па научных семинарах кафедры физики низких температур Харьковского госуниверситета.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 4 печатных работах, в том числе в 3 статьях и в 1 тезисе докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти глав, Заключения и Списка цитируемой литературы. Она изложена на 100 страницах машинописного текста, включая 29 рисунков и библиографию из 90 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы и ее цель, сформулированы новизна и практическое значение полученных результатов, приведены основные положения выносимые на защиту, кратко описаны структура и содержание диссертации.

В первой главе, посвященной обзору литературы, проведен анализ кристаллической структуры и дефектов, существующих в монокристаллах УВа^и^О,^. Рассмотрено влияние различных дефектов (точечных, линейных и плоских) на транспортные свойства в нормальном и сверхпроводящем состояниях. Изложены отличительные особенности термодинамических свойств вихревой решетки в ВТСП

материалах. Рассмотрены теоретические модели и механизмы пиннимга на структурных дефектах, собственный пиннинг в слоистых сверхпроводниках и косвенный пиннинг. Анализируются основные экспериментальные результаты относящиеся к проблеме пиннинга и динамики магнитного потока в сверхпроводнике УВа^Си30? х.

Во второй главе описан раствор-расплавный метод выращивания чистых и легированных алюминием и празеодимом монокристаллов YBCO в присутствии малого градиента температуры. Описанный метод позволяет получать монокристаллы размером до 5мм х 5мм в ab-плоскости и толщиной 15-80 мкм. Поверхность кристаллов выращенных таким методом свободна от наплыва закристаллизовавшегося раствора-расплава. После термообработки кристаллов в потоке кислорода и кристаллах имелись крупные домены (до 1мм х 1мм), содержащие однонаправленные ДГ. Это позволило изготавливать мостики с однонаправленными ДГ и требуемой ориентацией вектора транспортного тока по отношению к плоскостям ДГ. Описана методика приготовления монокристаллических мостиков для исследований транспортных характеристик в нормальном и сверхпроводящем состояниях. Использование таких образцов позволило (1) проводить резистивные измерения при плотности транспортного тока до 40кА/см2 без омического перегрева токовых контактов и (2) исследовать вклад границ двойников в рассеяние носителей тока и в пиннинг абрикосовских вихрей. Описаны использовавшиеся методы структурных исследований (рентгено-структурные, металлографические и электронная микроскопия), установки и методики резистивных и магнитных исследований, а также применявшиеся методы обработки экспериментальных результатов.

В третьей главе описаны результаты структурных исследований параметров кристаллической решетки и топологии двойниковых границ (ДГ), а также результаты резистивных и магнитных исследований, характеризующих степень совершенства монокристаллов.

Металлографические исследования показали, что плоскости ДГ ориентированы вдоль направлений [ПО] [110] и в кристаллах

толщиной более 50 мкм расположение доменов с однонаправленными ДГ как правило различное на противоположных аЬ-гранях кристаллов. В кристаллах толщиной менее 30 мкм ДГ пересекают кристалл вдоль оси с и расположение доменов с однонаправленными ДГ как правило совпадает на противоположных аЬ-гранях кристаллов. Тем не менее, на границах доменов с однонаправленными плоскостями ДГ имеются

участки в которых границы двойников ориентированы взаимно перпендикулярно на противоположных аЬ-гранях.

.. Сравнение результатов измерения электросопротивления нелегированных монокристаллов УВСО при ориенгациях вектора тока параллельной и перпендикулярной плоскостям ДГ показало, что ДГ являются эффективными центрами рассеяния носителей тока, однако их вклад в электросопротивление мал из-за большой величины отношения расстояния между ДГ к длине свободного пробега носителей тока. Структурные исследования показали, что "твидовая" структура в монокристаллах УВа.,Си. А1 07.к при малых концентрациях алюминия, у<0,05, не образуется, а расстояние между ДГ уменьшается в два-три раза по сравнению с нелегированными монокристаллами. Узкая ширина резистивного перехода в сверхпроводящее состояние свидетельствует о равномерном распределении алюминия по объему кристаллов. Легирование алюминием в пределах у<0,05 приводит к увеличению электросопротивления в аЬ-нлоскости р;), примерно в два раза и к увеличению отношения р | (0К)/р11Д300К) примерно в 10 раз. Это свидетельствует об эффективности рассеяния носителей тока на примесях алюминия.

Частичная замена атомов иттрия на празеодим (2=0,05) в кристаллах У, Рг7Ва.,Си,07_1( увеличивает рлЬ примерно на 15 процентов и незначительно повышает отношение рлЬ(0К)/рлЬ(300К), что вероятно обусловлено неэффективностью рассеяния носителей тока на дефектах этого типа. Ширина резистивных и магнитных переходов в сверхпроводящее состояние таких кристаллов составляют около ЗК, а на магнитном переходе наблюдается ступенька. Эти особенности и особенности полевой зависимости намагниченности свидетельствуют о двухфазности кристаллов У|гРг?ВоцСи;(07х ' с точки зрения их сверхпроводящих свойств.

В четвертой главе изложены результаты исследований резистивных переходов в сверхпроводящее состояние и вольт-амперных характеристик (ВАХ) монокристаллов допированных алюминием. Резистивные переходы таких кристаллов, в отличие от нелегированных, в магнитных полях почти на уширяются. Показано, что легирование алюминием в пределах у<0,05 приводит к уменьшению верхнего критического поля Нс2 примерно в пять раз при неизменной величине температуры перехода в сверхпроводящее состояние и анизотропии верхнего критического поля кристаллов. Сравнение полученных температурных зависимостей Нс2(Т) с полевой зависимостью температуры плавления вихревой решетки Тт(Н) для

чистых кристаллов, показывает, что на фазовой Н-Т диаграмме линия Н ,(Т) расположена ниже линии Т (Н) при ориентации поля Н_!_с и проходит вблизи ТМ(Н) при ориентации поля Н||с. Следовательно, фаза незапиннингованной вихревой жидкости в таких кристаллах должна отсутствовать, что и приводит к отсутствию уширения резистивных переходов в магнитных полях.

Измерения ВАХ проводились в параллельных и в наклонных относительно ДГ магнитных полях, а транспортный ток был ориентирован параллельно аЬ-илоскости и плоскостям ДГ. Участки ВАХ, соответствующие режиму термоактивируемого крипа вихревой решетки удовлетворительно описывались соотношением предсказываемым теорией коллективного пиннинга и моделью вихревого стекла

Е = П0ехр{-(и0/ц)((1с/1Г-11}, (1)

где Ец — феноменологический параметр, 1)0 — эффективный потенциал пиннинга, а й=1- На основании измерений получены температурные, полевые и угловые зависимости критического тока депиннинга Л<(1 и критического тока определяемого по уровню падения напряжения на образце Л(С, а в рамках описания термоактивируемого крина уравнением (1) были получены температурные, полевые и угловые зависимости эффективного потенциала пиннинга.

Угловая зависимость Л , при углах разориентации б между вектором магнитного поля Н и плоскостями ДГ меньших критического 6и удовлетворительно описывается уравнением полученным в рамках модели зигзагообразной структуры вихревых нитей в наклонных относительно ДГ полях: критический ток линейно убывает с ростом угла 0. Такая угловая зависимость отражает тот факт, что доля вихревых нитей захваченных плоскостями двойников линейно убывает с увеличение угла 0 при 9<0 «1. Угловая зависимость эффективного потенциала пиннинга коррелирует с угловой зависимостью при 9<9сг, а вблизи 0~ЭО наблюдается резкое увеличение значения и. В области углов 9>8сг наблюдается плавное уменьшение как критического тока, так и эффективного потенциала пиннинга обусловленное анизотропией.

Было обнаружено, что в наклонных магнитных полях при 9>9а критический ток депиннинга пропорционален (Тс —Т)а. Величина показателя а не зависила от напряженности внешнего магнитного поля и составляла примерно 3,1. Это согласуется с зависимостью, полученной в рамках теории коллективного пиннинга на точечных дефектах с учетом теплового движения вихревых нитей, которая в

основном определяется ростом верхнего критического поля с понижением тем и е рату ры

• При ориентации Н||ДГ получена более слабая температурная зависимость критического тока: ^^(Т) - (Т^ —Т)гз. Такое поведение объясняется относительно слабой температурной зависимостью критического тока контролируемого пиннингом на ДГ.

Полевые зависимости эффективного потенциала ииннинга и критического тока депиниинга качественно согласуются с зависимостями, предсказываемыми теорией коллективного ииннинга: и — увеличивается, а Л — уменьшается с ростом внешнего магнитного поля. Следствием таких полевых зависимостей 11 и Л<а является немонотонная полевая зависимость критического тока определяемого по уровню падения напряжения на образце: в области промежуточных полей на зависимости Л, П(Н) наблюдается максимум.

Сравнение критических токов депиниинга I! магнитном ноле 1,3 Тл при Н||с'и при углах 0>()г позволил оценить вклад плоских дефектов .в пиннинг вихрей при ориентации поля параллельной с-оси, который составил около 30 процентов. Учитывая, что в магнитном поле Н=1,ЗТл ориентированном параллельно оси с доля вихрей захваченных плоскостями ДГ при ориентации ноля Н||с составляет

только 5 процентов, было установлено, что эффективность пиннинга на ДГ в области высоких температур примерно в шесть раз выше, чем пиннинг на точечных дефектах.

В пятой главе приведены результаты магнитных исследований монокристаллов УВа2Си307 х и У! ;Рг/Ва.,Си,)07 х, а также результаты резистивных измерений монокристаллов УВа^и^О, х содержащих однонаправленные ДГ. Результаты резистивных измерений показали, что при ориентации поля Н|| с пиннинг вихрей при их движении вдоль ДГ в семь раз меньше, чем при их движении в направлении перпендикулярном плоскости ДГ. Столь сильная анизотропия пиннинга на ГД накладывает ограничения на выбор кристаллов для магнитных исследований и на возможные направления движения магнитного потока при измерениях затухания намагниченности и петель намагниченности. В частности, наличие областей с взаимно перпендикулярно ориентированными ДГ на противоположных аЬ-гранях образца приводит к неоднородному по объему пиннингу вихрей, что затрудняет интерпретацию экспериментальных результатов. Поэтому для проведения магнитных исследований были выбраны кристаллы, содержащие малую долю участков с взаимно

перпендикулярно ориентированными ДГ на противоположных ab-граиях. С другой стороны, благодаря анизотропии пиннинга, магнитному потоку существенно легче двигаться вдоль ДГ. Это согласуется с жспериментпми но визуальному наблюдению движения магнитного потока: при температурах Т>40К поток проникает в кристаллы YBaCuO вдоль ГД. Поэтому результаты измерений петель и релаксации намагниченности в области высоких температур анализировались в предположении преимущественного движения магнитного потока вдоль плоскостей ДГ.

Пиннииг и динамика магнитного потока в монокристаллах YBd„Cu,0/ k и Y|./Pr/Ba.,Cu.10.,.> (z~0,5) анализировались в рамках модели критического состояния на основании измерений петель намагниченности М(П) и изотермической релаксации намагниченности M(t). Измерения проводили при ориентации вектора магнитного поля параллельной оси с. Из измерений петель намагниченности получены нолевые зависимости критического тока в области температур 5-80 К и температурные зависимости критического тока в магнитном поле 1,5 Тл. Из измерений релаксации намагниченности в рамках модели Андерсона-Кима (АК) получены температурные зависимости ■аффективного потенциала пиннинга, а также проведены оценки нлннння величины магнитного ноля и различных интервалах температур.

Результаты измерений петель намагниченности показали, что критический ток экспоненциально уменьшается с увеличением температуры вплоть до температуры термического депиининга Td , а критический ток кристаллов допированных празеодимом всегда меньше его величины в нелегированных кристаллах.

В области низких температур наблюдалось логарифмическое затухание намагниченности, что свидетельствует о линейной токовой зависимости эффективного потенциала пиннинга вида

U = U0(1-J/J,) предсказываемой моделью АК.

В области высоких температур на зависимостях M(t) наблюдались изломы, что указывает на изменение величины эффективного потенциала пиннинга при уменьшении величины наведенных циркулирующих токов J г Такой характер изменения величины U невозможно объяснить в рамках теории коллективного пиннинга или модели пихревого стекла, которые предсказывают плавное изменение величины U по мере уменьшения J .

Измерения ВЛХ укаи.тают на неоднородность пиннинга на точечных дефектах, обусловленную модуляцией амплитуды тепловых колебаний вихрей н объеме сверхпроводника ¡а счет повышенного шшнинга на ДГ. В атом случае по море увеличения тока наблюдается переход от течения потока контролируемого косвенным пинпингом к режиму вязкого течения потока. Оценки, проведенные в рамках модели Бардина-Стефана показали, что режимы вязкого и пластического течения потока в экспериментах по релаксации намагниченности реализуются на временах I = (10'10"'') с гораздо меньших времени измерения намагниченности, равном 10с, и в проведенных экспериментах не могут наблюдаться. Однако неоднородность пиннинга на точечных дефектах может приводить к тому, что при больших плотностях наведенных токов возможно "проскальзывание" крупных связок вдоль каналов, образуемых ДГ, в кг/горы х пинпипг на точечных дефектах существенно ослаблен тепловыми колебаниями вихрей, а при малых токах реализуется термоактивируемый крип. В пользу такого заключения свидетельствует сравнение оценочных значений критического тока контролируемого косвенным шшнингом со значениями критических токов, определяемых из измерений нетель намагниченности. Полагая, что каждому из линейных участков на зависимостях М = М(1од1) соответствует определенная энергия активации, были получены зависимости Ц,(Т). Полученные температурные зависимости эффективного потенциала пиннинга согласуются с зависимостями предсказываемыми теорией коллективного пиннинга. При этом эффективный потенциал пиннинга в кристаллах с частичной заменой атомов У на Рг всегда меньше, чем в кристаллах УВа.,Си307_х.

Обнаружено, что в области температур термического депиннинга наблюдается уменьшение величины ио, которое объясняется резким уменьшением длины шшнинга Ь.: учет пиннинга на ГД вблизи температуры Т, дает зависимость вида ЦрЕ^с^/Ц), где — линейное натяжение вихревой нити, а Ъ, — длина когерентности.

Полевые зависимости критического тока, определяемые из измерений петель намагниченности немонотонные: по мере увеличения магнитного поля критический ток сначала уменьшается, затем возрастает, и в последующем уменьшается. Это явление получило название "КяЫлнГ-эффекта. При этом положение максимума на зависимости Л (Н) для кристалла У, гРг?Ва,Си(07_х не зависело от температуры, а для кристалла УВа^Си^О,он смещался в область сильных полей с уменьшением температуры. Эти особенности

свидетельствуют об упорядоченном распределении центров пиншшга в кристаллах У,_/Рг/Ва.,Си.(07,х и их неупорядоченном распределении в кристаллах УВа.,Си.,07 . Оценки показывают, что расстояние между центрами пиншшга а кристаллах допированных празеодимом составляет около 600А.

Амплитуда "Л5ШаН"-эффекта уменьшалась с понижением температуры как в чистых, так и в допированных празеодимом кристаллах. Такое поведение объясняется относительно слабой зависимостью эффективного потенциала пиннинга от величины магнитного поля в области низких температур и сильной полевой зависимостью эффективного потенциала пиннинга в области высоких температур.

В Заключении суммированы основные результаты и выводы диссертационной работы, которые заключаются в следующем:

1. Выращены совершенные монокристаллы УВа.,Си307 легированные алюминием и празеодимом, и исследована топология двойниковых границ этих кристаллов.

2. Показано, что границы двойников в монокристаллах являются эффективными центрами рассеяния носителей тока, однако их вклад в электросопротивление мал из-за большой величины отношения расстояния между ДГ к длине свободного пробега носителей тока.

3. Обнаружено, что твидовая структура в монокристаллах УВа,,Сич А1у07при х<0,1 и у<0,05 не образуется, а примеси алюминия являются эффективными центрами рассеяния носителей тока.

4. Показано, что в монокристаллах с добавками алюминия критический ток депиннинга уменьшается при увеличении внешнего магнитного поля, а немонотонная полевая зависимость критического тока, определяемого по уровню падения напряжения на образце, является следствием конкуренции двух процессов: роста потенциала пиннинга и уменьшения критического тока депиннинга при увеличении магнитного поля.

5. Показано, что в монокристаллах с добавками алюминия температурные зависимости критического тока в наклонных относительно границ двойников магнитных полях удовлетворительно описываются уравнениями полученными в рамках теории коллективного пиннинга на мелкомасштабных дефектах с учетом тепловых колебаний вихревой решетки. При ориентации поля Н||с сказывается влияние ДГ, что приводит к более слабому росту критического тока при понижении температуры.

6. Показано, что в монокристаллах с добавками алюминия угловая зависимость критического тока при небольших углах разориентацин вектора I1 относительно границ двойников удовлетворительно описывается уравнением полученным в рамках модели зигзагообразной структуры вихревых нитей. В области высоких температур пиннинг вихрей на границах двойников примерно в 6 раз выше, чем пиннинг в объеме кристалла.

7. Частичная замена Y на Рг в монокристаллах YBCO приводит к уменьшению как величины критического тока, так и вемгчины эффективного потенциала пиннинга. Эффективный потенциал пиннинга в рамках модели Андерсона-Кима немонотонно зависит от температуры: она увеличивается с повышением температуры вплоть дс температуры теплового депиниинга, а вблизи температуры тепловогс депиннинга резко уменьшается.

8. В области высоких температур эффективный потенциал пиннинга в монокристаллах YBa.,Cu,07s и Y| /Pr;Bd.,C"u)07< зависит от величин!,I наведенных токов.

Список литературы по теме диссертации

1. Сверхпроводящие параметры и динамика вихрей в допированных алюминием монокристаллах YBaCuO содержащих однонаправленные двойники. / М.А. Оболенский, А.В.Бондаренко, В.А.Шкловский М.Эль-Саадауи, Р.В.Вовк, А.В.Самойлов, Д.Ниархос, М.Писсас Г.Каллиас. / ФИТ. - 1995. Т.21, №12. С. 1200-1207.

2. Релаксация намагниченности в монокристаллах YBaCuO / М.А.Оболенский, А.В.Бондаренко, В.И.Белецкий, Р.В.Вовк А.А.Продан, М.Эль-Саадауи, Д.Ниархос, М.Писсас, Г.Каллиас

A.Г.Снваков / функциональные материалы. - 1995. Т.2, №4. С.403-408.

3. Магнитные измерения критического тока и потенциала пиннинга г монокристаллах Y, хРгхВа.,Си307 / М.А.Оболенский, А.В.Бондаренко

B.И.Белецкий, А.В.Самойлов, М.Эль-Саадауи, Д.Ниархос, М.Писсас Г.Каллиас / Функциональные материалы. - 1995. Т.2, №4. С.409-414.

4. Фазовое состояние и динамика вихрей в монокристаллах YBaCuO с однонаправленными границами двойников. / М.А.Оболенский А.В.Бондаренко, Р.В.Вовк, В.А.Шкловский, А.В.Самойлов, М.Эль-Саадауи. / Тез. докл. 2-й конференции "Физические явления i твердых телах", 1-3 февраля 1995г., Харьковский госуниверситет г.Харьков, 1995. С.139.

Mohamed Abel El-Iatef El-Saadawy. "Magnetoresistive investigations of YBaCuO single crystals doped with aluminum and praseodymium".

Manuscript, dissertation is to achieve the degree of Doctor of Philosophy in physics and mathematics on the two specialities 01.04.07 — Solid state physics and 01.04.22 — Superconductivity. Kharkove State University. Kharkov. Ukraine. 1995.

4 scientific works are maintained. Transport properties of normal and superconducting states, pinning and dynamics of vortices in pure and in AJ- and Pr- dopes single crystals were investigated using resistive and magnetic methods. It is shown that twin planes and A1 act as effective scattering centers of electrons. Nonmonotonic magnetic field dependence of the critical currents are explained in the frames of collective pinning theory. It is shown that partial substitution of Y by Pr leads to decreasing of both critical current and effective pinning potential.

Key words: single crystals, resistivity, pinning and dynamics of vortices, effect of doping, effect of plane detects.

Сль Саадау! Мохамед Абдель Латеф. Мапиторезистивш досл1дження монокристалгв УВаСиО допованих алюмиием та

празеодимом.

Дисертац1я у форм1 рукопису на здобуття наукового ступеня кандидата ф1зико-математичних наук за с не дальности ми 01.04.07 — ф1з1ка твердого тгла, та 01.04.22 — надпров1дшсть. Харювськш державний ушверситет. Хармв. Украша. 1995.

Робота грунтуегься на 4 наук ових працях. Магштним та резистивним методами доенджеш електричш властивосп у нормальному 1 надпров1дному станах, а також пшшг та динамжа вихоргв у чистих та допованих алюмиием 1 празеодимом монокристалах УВаСиО. Встановлено, що меж1 двшншив та А1 е ефективними центрами розсповання носив струму. Немонотонна польова залежшеть м1ж критичним струмом та ефективним потенфалом шншгу поясиюеться в рамках теори колективного шншгу. Встановлено, що часткова замша У на Рг знижуе крнтичний струм 1 потенц1ал шншгу.

Ключов1 слова: монокристали, електроошр, пйинг 1 динамика вихор!в, вплив допування, вплив площинних дефекта._