Сверхпроводимость в кристаллах с порами и другими радиационными дефектами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

НАЩОИАЛЬНА АКАДЕШЯ НАУК УКРА1НИ 1нституу теоретично! физики 1м.М.М.Боголюбова

РГБ ОД 1 6 ЯНВ 1995

на правах рукопнсу

ШЕЩОВА Оксана Микола1вна

НАДПРОВиШСТЬ В КРИСТАЛАХ 3 ПОРАМИ ТА 1НШИМИ ЕАДШЦЙНИМИ ДЕФЕКТАМ;!

01.04.02 - теоретична ф!зика

Автореферат дисертацИ на здобуття вченого' ступеня кандидата ф!зико-матеыатичних наук

Ки1в - 1994

Диоертац1ею с рукопис.

Робота виконгша в 1нститут1 ядерних досл!джень HAH Укра!ни

Науковий кер!вшк доктор ф!з.-мат. наук, професор Сугаков Володишр Иосифович

0ф1ц1йн1 опоненти: доктор ф!з.-мат. наук Локтев Вадим Михайлович доктор ф!з.-мат.наук Пашцький Ернст Анатол1йович

Пров1дна орган1зац!я: 1нстигут ыеталоф!зики HAH Укра1ни

Захист в1д0удетьоя /fä-fd. на зас1данн1 спе-

ц1ал1зовоно1 вченol рада Д 016.34.01 при 1нститут1 теоретично! ф1зики iu.M.M.Боголюбова Нац1онально1 АкадеыИ наук Укра1ни (252143, Ки1в-143. вул.Метролог!чна,

3 дисертац!ею мозкна ознайомитися в <51бл1отед1 1нотитуту теоретично! ф1зики HAH УкраХни.

Автореферат розЗ-оланий . .

Вчений секретер спец1ал1зовано1 ради доктор ф!з.-мат. наук

В.е.Кузьыичев

- 3 - .

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актувльн1сть проблеци: В останн! роки досягнут! значн! усп!хи у вивченн! рад!ац1йного впливу на влаотивост! надпро-в!дник!в. Одним !з поширених рад!ац!йних дефект!в, як! !н-тенсивно,- досл!дауються, е пори, що виникають при р1зноман!тних технолог1чних процесах отримання метэл1чних пл!вок, а також п1д д!сю нейтронного або 1онного опром!нм-вання. Пориста структура с характерною також для високотем-пературних надпров!дних керам!к. При певних умовах опром1ню-'вання пори утворюють трьохм!рну пер!одичну структуру - над-гратку пор. Проблема впливу пор на критичн! параметри над-пров!дкик!в другого роду пов'язана з розробкою нових, рад!а-ц1йно ст!йких надпров1дких1в, а також з ыожлив1стю винайден-ня нових ефект!в в надпров!дниках !з впорядкованою системою дефект!в.

Метою дасертаЩ! с теоретична вивчення впливу структур-них неоднор!дностей -пор на магн!тн1 властивост1 надпров!д-ник!в другого роду, а також передбачення деяких нових ефек-т!в в пористих надпров!дниках, пов'язаних з впливом розташу-вання пор поблизу поверхн!, тиску в пор!, пер!одично! струк-тури дефект!в - надгратки пор. В дан!Й робот1 також дослужена можлив!сть локал!зац!1 ультрахолодних нейтрон!в в поте-нц1альному рельеф!, створеному неоднор!дн!стю магн!тного поля на меж! розд!лу нормальный метал - високотеыпературний надпров!дник.

Наукова новизна: В дан!й дисертац!йн!й робот! вперше отрииан1 так! основн! результата:

1. Визначено вплив поверхн! надпровхдника на трете кри-

тичне поле надпров1дного стану, локал1зованого поблизу пори у випадку перпендикулярно! та паралольно! ор1снтац!й магн1тного поля по в1дношеншо до поверхн! надпров1дника в . залежност1 в!д в1дотан1 пори до поверхн!..

2. Досл1даено вплив пор на магн1тн1 властивост! прукньо ан1зотропного кристалу. Показано, що пружн! деформацИ поблизу пор приводять до появи локал1зованих надпров1дних отан!в нав1ть при в1дсутност1 магн1тного поля при !Г > Т .

С

коли в об'сы! надпров1дност1 ще нема. Визначено вклад пруж-ни! деформац1й в залежн1сть третьего критичного поля в!д ра-д1уса пори при р!зних ор1снтац1ях магн!тного поля по в1дно-. шенню до криоталограф1чних осей кристалу.

3. Побудовано теор!ю взасмодИ вихрово! гратки з куб!ч-ною надграткою пор. Показано, що абрикосовська вихрова грат-ка з гексагональною симетр1сю може перебудовуватись в квад-ратну гратку з пер1одом, що сп1впадае з пер!одом надгратки пор. Досл1джено структурну перебудову 1 генерац1ю дефект!в вихрово! гратки при в1дхиленн1 в1д умови повно! . сл1ввим1р-ност!.

4. ШрэдСачено 1снува1шя локал1зованих стан1в ультрахо-лодних нейтрон1в на ыек1 розд1лу надпров1дного та нормального металу в магнитному пол1, паралельному ыек1 розд1лу, та поблизу вихор!в.

Практична ц1нн!сть роботн. Теоретичне досл1дкення маг-н!тних властивостей пористих надпров1дник!в II роду дозволяв передбачити вплив рад1ац11 на критичн1 параметри надпровЛд-ник1в, досл1да<увати можлив1сть зм!ни властивостей надпров1д-ник!в з ваканс!й1шми та газонаповненими порами, а також дос-

л1дити тенденцИ впливу розм!щення пор, тиску в nopi, 1шд-гратки пор на надпров1дн1 властивост! метал!в. Результата роботи мокуть бути використан1 для постановки нових екопери-ыент!в по виявленню передбачепих процес1в локал!зацИ ульт-рахолодних нейтрон1в в високотемпературних надпров1дниках.

OçhobhI положения, як1 виносяться на эахист:

1. Теоретичний розрахунок умови В1шикпення надпров1дно-го стану, локал1зованого поблизу пори, в залекност! в!д вметан! пори до поверхн! надпров1дника.

2. Передбачення виникнення надпров1дних стан!в, локал!зованих поблизу пор при Т > Т . i обумовлених

О

ан1зотропною деформвц1сю кристалу поблизу пори.

3. Теор1я взасмодП вихрово! гратки з надграткою пор.

4. Явшде захоплення ультрахолодних нейтрон!в ыежею розд1лу нормального i надпров1дного металу в магн!тноиу полЛ.

Апробац1я роботи.

OchobhI результата роб!т були представлен! на М1жнародн1й конференцИ з рад1ац!йного ыатер1алознавства (Алушта, 1990 р.), на Всеооюзн1й нарад1 "Металоф1зика над-пров1дник1в" (Ки1в, 1986 р.), на 5-1й Всвсоюзн1й нарад1 з м!кродозиыетрН (Усть-Нарва. 1986 р), на 2-1й Всесоюзн1й конференцН з ВТНП (Khïb, 1989 р), на XYI Бакур1аноьк1й школ! з рад1ац1йно! ф!зики ыетал1в i сплав!в ( 1989 p.). lia конференц!ях молодих вчених 1ЯД (1988, 1991), на ceuiHapax в1дц1лу теоретично! ф1зики 1ЯД.

Публ1кац11. По теы1 диоертацИ опубл1ковано 10 друкова-них роб!т.

Об'сы робота: Дисертац1я викладена на 125 стор!нках друкованого тексту 1 м1стить 25 ыалюнк1в. Б1бл1ограф1я м1отить 119 найменувань.

ЗЫ1СТ РОБОТИ.

Дисерг8ц1я складасться !з вступу, чотирьох глав , зак1нчення та описку цитовано! л1тератури.

У вступ1 обгрунтовано актуальн!сть теми досл!джень, оформульована мета 1 задач! роботи, показана новизна отрима-ниг результат1в та викладен1 положения, що захшцаються.

У першоиу розд1л1 представлений огляд ,роб1т з рад1ац1йно! ф1зики надпров!дшк!в, показана необх!дн!сть по-дальшого вивчення питань впливу опром1нювання на нвдпроа!дн! властивост! криствл!в.

У другому розд1л1 розглянут1 магн!тн! властивост! над-цров!дник!в в достатньо ,сильних магн!тних полях, коли об'емна надпров1дн!сть в1дсутня, а поблизу йор виникають облает! поверхнево! надпров!дност!.

У пункт1 2.1 розв'язана задача про виникнення- поблизу пори локал!зованого стану параметра порядку, тобто надпров!-дно! фази у в!дсутност!'магн!тного поля при' Т > Т (Т - кри-

О О

тична температура надпров!дника), коли в об'см! надпров!дно-ст! ще нема. Поблизу поверхн! пори рад!уса И створюсться значний лаплао!вський тиск р=-27/й, який релакоус на в!дста-н! порядка К. Оск!льки критична температура зм!нюеться п!д впливом тиску, то врахування прукних деформац!й б!ля поверх-н1 пори приведе до зм!ни умов 1онування надпров!дних стан!в, локал!зованих на порах. У цьому випадку розв'язувалось л!не-

аризоваке р!вняння ПнзСурга-Лалдау з врахувашшм поля дофо-

рмац1й поблизу пори: з

» 2е 4 )

-IV--А I ? +

Ьо )

1,83 Г а 1пТс 1

I Т + и - I У = о.

5о-. I 11 а ш )

(1)

з граничною умовою на поверхн! пор!: а?

= О

ар

( 2 )

р=я/г

Дилатац1я И1( поблизу сферично! пори, до поверхн! яко! при-

кладений тиск Р, визначаеться формулою:

з

15 у С

з

I- г-Ь --1].

к с ^ г ^ I ] 5 )'

(3)

Д9 С

модуль зсуву, х^направляюч! косинуси вектора г по

в1дношенню до кристалограф!чних осей, С ~ параметр ан!зотро-

(т-т0)/т0, г =

п!1, у - коеф!ц1ент поверхневого натягу, т 2.7 ЭТ

-1С—с1у ) - характерный масштаб задач1 у в!дсут-

Т ар 0

4

ноет! магн1тного поля, А - векторний потенц1ал систеыи.

. Показано, що поява областей поверхнево! надпров1дноот1

можлива нав!ть у кристалах з куб1чною симетр!ею. Локал!зова-

н! стани з в!д'емним значениям енергН виникають при Н"> Н :

-1 и зт '

I а

Р = С5Г

п «г

Т ар

1

У I J

( 4 ).

Для реальних параметр!в надпров!дник1в I* » тому

температура, при як!й вперше з'являються локал1зован! б!ля пори отани параметра порядку, незначно в1др!знясться в!д Т .

. аТ

Наприклад, для V 81 Ф -17 К, 5 = 5 ни, С = -0.8.

3 о О

10"в КЛ1а, що дае И = 500 нм 1 0? - 0? 10 "3К.

о оО о

що величина ефекту залегать в1д пох!дно! а 1пТ /а 1пУ, тому

О

максимальний ефект будо спостер1гатись у надпров!дник!в, як!

-- -5

ар

Очевидно,

характеризуются сильною залекн!стю Т в1д тиску 1 малою

О

довжшюю когерентност1 £0.

Пункт 2.2 присвячений визначенгао критичного поля лока-л1зованих поблизу пор поверхневих стан1в.' Показано, що зале-кн1сть третього критичного поля в1д рад!уса пори с немонотонною, що в!добракас процес дискретного захоплення квант!в иагн.1тного потоку порою (див.мал.1).

У пункт! 2.3 роз'язана задача про визначення впливу поверхн1 надпров!дника на критичне поло надпров!дного стану, локал1зованого поблизу пори у випадках перпендикулярно! I паралельно! ор1ентац!й магн!тного поля по в1дношенню до' по-верхн1 надпров1дника.

Визначено зб1льшення критичного магн1тного поля надпро-в1дних стан!в, як функцИ в1дстан1 в!д поверхн!. Показано, що вплив поверхн! буде ыаксимальним у випадку, коли магн!тне поле паралельне поверхн! надпров1д!шка. В обох випадках зсув критичного поля зростае 1з змениешшм в1дстан1 м1м порою 1 поверхнею ! с немонотонною функц!ею рад!уса пори.'

Трет1й розд1л присвячений досл!даеншо надпров1дкик!в з пер!одичною структурой дефект!в - падграткою пор, яке проводилось в рамках функц!оналу Инзбурга-Ландау.

В однор!дному надпров!днику II роду зм1шаний стан ха- • рактеризусться правильною вихровою граткою з гексагональною симетр!сю, але енерг!я вихрово! гратки незначно зм!нюеться при зм!н! симертП. Тому основна увага прид!лялась мокливос-т! зм!ни симетрП вихрово! гратки внасл1док взасмодИ з порами. Очевидно, що найб!льш сприятлива можлив!сть перебудови вихрово! гратки 1з трикутно! в квадратну виникас, коли пер!-

од квадратно! гратки сп!впадае з пер1одом надгратки пор 1 вс! вихори розм!щен1 на дефектах.

У пункт1 3.1 розглянута задача про взаемод1ю пихрово! гратки з надграткою пор при На Отримана умова структурно! перебудови вихрово! гратки з гексагональною симетр1ею п

вихрову гратку з квадратною симетр1ею:

йп

3 Ра "

Г- > (1-й )--, ( 5 )

Б > 0 16л йо

К

де И - рад!ус пори, Б - пер1од надгратки пор, Я - величина зовн1шнього магн!тного поля, В* - геометргашй фактор

а с!

надпров1дника в!дпов1дно для квадратно! та тршсутно! вихрових граток. Розрахунки показують, що для експеримента-льно досл!даува1ШХ надграток пор умова (5) виконустьоя. Показано, що вихрова гратка з квадратною симетр1сю 1 густиною вихрових л1н1й, яка в!дпов1дас випадку повно! сп!вв1ш1рност1

(X = Н0), буде збер!гатись в певному 1птервал1 зовн!шн1х ма-

*

гн!тних пол1в поблизу Ко.

При дальшому в!дхиленн1 магн!тного поля в!д Н0 можна побудувати пер!одичну структуру, яка буде збер1гати необх1д-ну густину вихрових л1н1й, що в!дпов1дас м1н1муму в!льно! енергИ, 1 буде реал1зуватись ситуац!я, коли найб!льша чао-тина вихор!в буде закр1плена на порах. У шшадку близышх пе-рЛод!в обох граток такою структурою с вихрова гратка з еле-ментарною ячейкою у вигляд1 паралелограма, в загальному випадку, з нер1вними сторонами.

При такому вибор1 симетрИ еленентарно! ячейки вихрово! гратки при обчисленн! взасмод11 вихор1в з дефектами в!дбува-сться усереднення квадрата модуля абрикосовсько! функцИ

но по вс!й площ!, як у вгаодку з трикутною граткою, а

по напрямку. Для площин, в яких розм!щен! остови вихор!в • , 2

значения с м1н!мальним. Отримана умова перебудови вих-

рово! гратки з гексагональною симетр!сю в вихрову гратку з елементарною ячейкою у вигляд! паралелограма (мал.2): ( R 13 3

|-1 > (1-Х.) -— . (6)

^ D J 0 1бЯ - ру

де 1> - в!дношення середнього значения квадрата модуля абри-

косовсько! функцП по напрямку до середнього по площ!.

Оц!нки показують, що для гратки пор з 0ЦК-симетр1сю i D = 4?

R.

при И =0.9. «=66.5 . > = 1.25, р = 1.1843, 1>= 0.3, - >

о « D

0.06. Критичний струм в так!й систем! буде характеризува-

тись яскраво вираженими ан!зотропними властивостями.

У пунктах 3.2 i 3.3 розглянута взаемод!я надгратки пор

з вихровою граткою при Н а X ,.

О 1

1з пор1вняння в!льно! енергИ для квадратно! та гексагонально! вихрових граток отримане м!н!мальне значения ампл!туди взаемод!! вихр-дефект А0 , вище якого в систем!

сг

буде реал1зуватися вихрова гратка з квадратною симетр1Ью, коли зовн!шнс поле в!дпов!дас випадку сп!ввим!рност! для квадратно! вихрово! гратки:

к-о + {< w<ao>- < wM

А° = -Ь-!—, (7)

°Г * * ,т

nD-nAVVd

де п* и п* - густина вихрових л!н!й в вихров!й гратц! з ква-

D А

дратною та гексагональною оиметр!сю у випадку повно! сп1вш-MipHocTi, в1дпов!дно, W(a) - характерна величина енерг!! взасмод!! одного вихора з сус!дн!ии. При обчисленн! Vvd для

трикутно! гратки зроблено припущення, що вихрова гратко но деформуеться 1 вихори розпод1лен! хаотичним способом в!днос-

о

но впорядкованого розпод!лу пор, тод! V ^(ЕЛ))1"/^. В дхйс-ност!, енерг!я деформовано! гратки буде дещо меншою.

Визначене критична злачозшя поля, при якому моясливий перех!д в!д квадратно! до трикутно! вихрово! . гратки:

А К - ПА V ]+ 1ПАЩйл' - < ^п'] "л = +-;-• (а)

пл - Па

При А > А0 квадратна гратка характеризуемся мэнсяш

С Г

значениям в!льно! енерг!!, н!ж трикутна в д1апазон! магн1т~

них пол!в X" < Н < К* . Кр!м цього, в даному !нтерзал! магА А

н!тних пол!в в квадратн!й гратц! можливе утвороння структур, обумовлених генерац!ею додаткових вихор!в або ваканс!й в надпров!днику з надграткои пор.

У пункт! 3.4 розглянута генерац!я дефокт!в квадратно! вихрово! гратки. Показано, в даному !нтервал! мапйтних по-л!в моклива ситуац1я, коли симетр1я вихрово! гратки буде за-лишатись квадратною, але в систем! будуть з'являтись мХжву-зельн! вихори або ваквнсП.

М!авузельний вихор в дан!й систем! може бути розм!щений деома способами (мал.З):

a)- в центр! елементарно! ячейки; при цьому енерг!» взасиодИ додаткового вихора позначимо (мал.За);

b)- шляхом зсуву одного !з основних вихор!в з положения р1вноваги та утворення разом з ним зв'язано! пари "гантел!"; при цьому програш в енерг!! позначимо (мал.ЗЬ).

Поява додаткових вшор!в моилива при К > Я ,

кл= min { Jfj.V' д&

Я » Я (9).

а с 1 J О

Повед!нка системи буде визначатись сп!вв!дношенням величин X ! Я . Як видно !з. мал 4, якщо Я < Я, то в систем!

Да а Л

слочатку виникае структура з додатковими • квантами потоку, яка при зб1льшенн! магн!тного поля п^рейде в структуру з гексагональною симетр!ею. При Я'> ЯА структура з додатковими

а А

квантами не буде реал!зуватись. Виб!р вар1ант!в повед!нки

системи буде визначатись ашл!тудою взаемодН вихор-пора i

сп1вв!дношеннями м!к пер!одом надгратки пор та. величиною

параметра Инзбурга-Ландау х.

При Я < Я*о зам!сть додаткових вихор!в будуть з'являтись

вакансН. При цьому гантелеподЮна конструкц1я виявляеться

енергетично невиг!дною i реал!зуватись не буде.

Повед1нка системи з додатковими вихорами аналог!чна ви-

к

падку проникнення магн!тного поля поблизу Я ,. Додвтков1 ви-

О 1

хори можуть•утворювати впорядковану структуру, яка буде пов-торювати симетр!ю надгратки дефект!в, але !з-за малост! енергИ взаемодН додаткових вихор1в така структура може ви-явитись розплавленою.

В четвертому розд1л1 дисертацИ досл!джена моаишв!сть локал!зацИ ультрахолодних нейтрон!в (УХН) б!ля вихор!в та появи зв'язаних стан!в УХН в- потенц!альному рельеф!, створаному неоднор!дн!сто магн!тного поля на ыек! розд!лу надпров!даика i нормального металу.

Просторова локал!зац!я УХН може бути обуыовлена не т!льки дефектами структура, а також неоднор!дн!стю машйяо-го поля в кристал!.

- 13 -

У пункт1 4.1 розглянута локал!зац!я УХН поблизу вихро-

вих л!н1й. Взаемод!я сп1на нейтрона !з зовн!шн!м магн!тним

полем $ Й (сп!н нейтрона направлений вздовж магн!тного поля)

приводить до появи додаткового притягуючого потенц!алу. У

випадку низько! гуотини вихрових л!н!й (Н* Но1) мозкна роз-

глянути процес утворення зв'язаного стану УХН поблизу дано!

вихрово! л1нИ. 'Рух нейтрона задов!льняс р!ш1янню

Шред!нгера:

Г ьа ф0 р 1

|--А - Д — К - |У = Е У, (10)

^ 2т 2я\а X > }

де Фа~квант магн!тного потоку, X - лондоновська глибина про-никнення магн!тного поля, К0(г)- функц!я Бесселя уявного аргументу. 0днор!дн!сть системи вздовж напрямку магн!тного поля' дозволяс представити хвильову функц!ю нейтрона в вигляд! плоско! хвил1 вздовж ос! и:

V = ехр (¿к и) ехр(-ар), (11)

де р - в!дстань до ос1 вихора , а- ввр!вц1йний параметр.

ь2ка

г

Енерг1я нейтрона € = - знаходиться в межах 10" -

1 2т

10~аЕв, що в!дпов!дае тхшовим значениям енерг1й УХН (10~7-10"®Ев).

Експериментальне спостереження даного ефекту можна оде-ржати при пропусканн1 нейтрон1в через надпров!дник, який знаходиться в зм!шаному стан1. Ампл!туди когерентного роз-с!яння нейтрон!в для елемент1в, з яких складаеться надпро-в!дник, позитивн! 1 на меж! розд1лу вакуум-надпров!дник буде

-7

виникати потенц!альний барьер и (~ 10 еВ) для УХН, який не

Ь

пропускав нейтрони з енерг!ею, меншою, н!к величина цього бар'еру. Проте взаемод!я нейтрона з магн!тним полем вихора

приведо до знижэння поа'ешДйкого. бор'сру та до виникнення

розглянутих в дан!й робот1 канал!в для' руху нейтрон1в 1 до

проходження нейтрон!в через зразок. Параметры надпров1дник1в

чутлив1 до температури, до електричних та мага1тних пол!в,

що дозволяе керувати пучком нейтрон!ов, який проходить через

зразок. Наприклад, при пропуекан1 струму, б1лыпого, н1к 3 (

3 - критичний струм, який руйнуе надпров!дн1сть), ыожна бло-

кувати пот!к УХН через зразок (мал.5).

У пункт1 -4.2 розглянута задача про локал!зац1ю УХН на

неоднор1дноогях маш1тного поля поблизу поверхн1.' Прикладом

тако! системи е межа розд1лу нормального металу 1 надоровад-

ника. 0ск1льки нейтрон рухаеться через межу розд!лу, то на

в1дм1ну в1д попереднього випадку необх!дно враховувати взас-

мод!ю нейтрона не т1льки з магн!тним полем, а такок з сере-

довищем. Р1вняння Шред1нгера для хвильово! функцП нейтрона:

/• ьа >

--д + V + и .У = Е ¥ (13)

V 2га >

- иВ ' ,2<0 и 2 < О

г О п,

де V = ; и =.

- ив„ехр(-г/Х) , г > 0 ио и > 0.

о а $

и - ефективний потенц1ал взаемодН нейтрона з нормальним ме-

П

талом, и - ефективний потенц!ал взаемодН нейтрона з надпро-

Б

в1дником. У випадку, ксиш ефективний потенц1ал взаемодН нейтрона з нормальним ыеталоы и^ б1лыпий, н!к ефективний по-тенц1ал для надпров1дника и , 1 вся система знаходитьоя в

4 8 ' .....

иагн1тноиу пол! В « (0,Во,0) для ней,трона з мага1тшш моментом ц, паралельним магн!тному полю при В0 < ' Во1, потенц1альний рельеф вздовк ос! Ъ буде мати вигляд яш (мал.6). '

- 15 -

Знайден! розв'язки р!вняння (13) мвють вигляд: V « ^р+х гj, % < О

'ч = ехр[^ к„ р ] .тДл ехр(- —)] / ^(Л). г > О;

де к|(- хвильовий вектор нейтрона, паралелъний мок! розд!лу,

2т, ь кп 8тХ2 X —[ е - и + ив„ ]: г = Е—; А2 --—дв0.

"п У

2т ь

** а

е - и = -о , J,.(x) - функц!я Бэсселя першого роду.

8 8тХ "

Умова 1снувшшя енергетичшгх. р!вн!в нейтрона в потенц1альн!й т1:

✓ 1>2-Н2+?пв = . - А —— ; — (ип - ив) .(15)

Зв'язаний енергетичний р!вень вшшкае починаючи з певшие значонь маиитного ■ поля. Для низькотемпературних

ьа

надпров1дник1в виконуеться нер!вн!сть иВ . < -— 1 т!лъки

о1 8тХ

для надпров!дних керам!к нер!вн!сть мае протилежний знак, то дозволяс ставити питания про 1онування просторово-локал!зованих стан!в УХН в таких системах. У вигляд! прикладу розглянуто плоску межу розд!лу надпров!дно1 керам!ки Ьа £г СиО з II д!електричною фазою Ьа СиО . Для

2-х х Л 2 4

Ьа„ &г ОиО, х = 0,15 В я 1,5 - 10"2Тл / при Т = 10 К /,

2-х х 4 о1

X = 250 нм /при Т = б К/ , А а 3,3. Параметри дано! керам1ки так!, що в потенц!Йн!й ям!, глибина яко! 1,3 х 10 Ев при В и В ., пом!щасться т1льки один р!вень.

а I

Отриман! значения енергП зв'язку нейтрона в вихор! та на поверхн! надпров1дника знаходятьоя в межах типових зна-чень енерг1й УХН.

В аак1нченн! подано список публ!кац!й автора по тем!

дисертац!! та викладен! основн1 результата та висновки до-сл!дження, виконаного в дисертац!йн1й робот!:

1. Досл!даен! магн!тн! влаотивоот! надпров!дних порис-тих зразк!в. Визначено зб!лыпення критичного магн!тного поля надпров!дних стан!в, локал!зованих на порах, як функц!! в!д-стан! в1д поверхн!. Вплив поверхн! виявлястьоя максимальным, коли магн!тне поле паралельне поверхн! надпров!дника. Вплив поверхн! збер!гасться ! при перпендикулярна ор!ентац!1 маг-н1тного поля, хоча в цьому випадку ефект виявлястьоя на порядок меншим. В обох випадках залекн!сть зм!ни зсуву критичного поля зростае !з зменшенням в!дстан! м!ж порою ! поверх-нею ! с немонотонною функц!сю рад!уса пори.

2. Показано, що пружн! деформац!! побдизу пор приводить

до появи локал!зованих надпров!дних отан!в, нав!ть при в!д-

оутност! магн!тного поля. Визначено зсув критично! темпера-

к

тури, обумовлений появою надпров!дно! облает!, локал!зовано! поблизу пори.

3. В облает! магн!тних пол!в, коли поблизу пор !енують локал!зован! надпров!дн! стани, ан!зотроп!я доформац!! приводе до залежност! третього критичного поля Н „ пористого

йЭ

надпров!дника в!д ор!снтац!1 магн!тного поля по в!дношенню до кристалогрвф!чшх осей кристалу.

4. Розвинута теор!я взасмод!! вихрово! гратки з над-граткою пор. Показано, що при певних значениях рад1уо!в пор буде в!дбуватиоь структурна перебудова вихрово! гратки з гексагональною оиметр1сю в вихрову гратку з квадратною ои-метр!ею олементарно! ячейки при значениях ыапйтного йоля, коли пер!од вихрово! гратки сп!впадае з пер!одом надгратки

- 17 - •

пор. При в1дхиленп! магн1тного поля в!д значения, яке в1дпо-в1дае випадку повно! сп!ввим1рноот1, структура з квадратною симетр!ею вихрово! гратки буде збер!гатись в деякому 1нтервал1 магн!тних пол!в, а пот!м . в систем! можуть реал1зовуватись:

в) гексагональна вихрова Структура;

б) вихрова структура з елементарною ячейкою у вигляд1 пара-лелограма;

в) квадратна гратка з додатковими вихорами або вакано1яш.

5. Передбачена моклив1сть локал!зац11 ультрахолодних neftTpoHiB поблизу вихрових л!н1й та поблизу мок! розд!лу надпров1дно! та д1електрично1 фаз в магн1тному пол1. Показа-' но, що для ультрахолодних нейтрон!в даний ефект може реал!-зовуватись в- високотемпературних надпров1дниках.

Публ1кац11 по теи1 дасертац1йно1 робота:

1.Рудько В.Н., Шевцова-Казьмирчук О.Н. Сверхпроводящие состояния, локализованные вблизи пор в упруго анизотропном кристашле//УйЖ, 1989, я. 34, Я 2, о. 256-259.

2.Рудько В.Н., Шевцова О.Н. Сверхпроводники со сверхрешеткой пор// У®К, 1993. т.38. N.12,,0.51-55.

3.Y.N.Ru&ko, O.N.Shev^sova Superconductors with a Superlattice of Voids// Phys.Stat.Soi(b), v.178, 1993. pp.409-416.

4.Рудько В.Н.,'.Сугаков В.И., Шевцова-Казьмирчук О.Н. Сверхпроводящие состояния, локализованные вблизи пор в металлах//

»

Материалы 5 Всесоюзного совещания по микродозиметрии, Усть-

Нарва, 1986 г., с.170-175. •

5-Рудько В.Н.,Суг'аков В.И., Шевцова О.Н. Сверхпроводники со

сверхрешеткой пор// Труды мевдународной конференции по радиационному материаловедению. Алушта. 1990 г., т.9,о.54-57. ■

6. Шевцова О.Н. Влияние поверхности на третье критическое поле пористого сверхпроводника//■Препринт КИЯИ-87-33.

7.Рудько В.Н..Сугаков В.И., Шевцов'а-Казьмирчук О.Н. Локализация нейтронов на неоднородноотях магнитного поля в сверхпроводниках// Препринт КИЯИ-89-34.

а.Рудько В.Н.,Сугаков В.И., Шевцова О.Н. Сверхпроводники со сверхрешеткой пор// Тезисы 5 Международной конференции по радиационному материаловедению. Алушта, 1990 г. '9.Рудько В.Н..Сугаков В.И., Шевцова О.Н. Сверхпроводящие состояния, локализованные вблизи пор в металлах// Тезисы Всесоюзного совещания Металлофизика сверхпроводников, Киев, 1986 г., с.276-279.' .

Ю.Рудько В.Н.,Сугаков В.И., Шевцова-Казьмирчук'О.Н: Локализация нейтронов на неоднородностях магнитного поля в BICH//' . Тезисы докладов на.2 Всесоюзной конференции-по' ВТСП, Киев, 1989 г.

Мал.1. Залежн!сть НоЭ/ Но2 в!д И / £(г) для УЭБ! при Н||<1 1 1>, побудована без врахування дилатац!! поблизу пори (1) 1 з врахувашшм II; (2)- И / ?о=10,(Э)-11 / 5о=20 ).

X.

Мал.2. Взаемне розташування вихрово! гратки та надгрзт-ки пор. Заштрихованими кружечками позначен! нормальн! кори вихор!в, а б!лими - пори.

® © ® ® ®

© ® ® ® ®

® ® ® ® ®

® © ® ® ® ®

® ® ® ® ®

® ® ® ® X ® 0' ® х' ® ® ® ®

® ®

® ®

® ® ®- ® ®

&

Мал 3. Споооби розташуввння додаткового вихря«

a) в центр!. ячейки;

b) утворення "гантел1" разом з одним !з , додаткових вихор!в.

1>8г (Н/Ни) 10

1,30 -1.28' 1.2а -

1.24'-1.22 -1.20 1.18.Н

1.16

н» нг Н,

0.00 0.61 .' 0.¿2 О.бз'

А

Мал.4. Залежн!рть критичних пол1в зм1ни отруктури в1д ампл1|Еуди взвемодП викр-дофока1 при в!дхшшнн! в!д умови • повно!; сп!ввим1рност1 , Т)/к - 5. X ■ 19»

Мал.5. Потенц1йний бар'ер дли ультрохолодних нейтрон1в на ■ мет! розд!лу вакуум - надпров!дник.

Мал.6. Ефективний лотонц1ал, в якому рухаетьоя нейтрон^ поблизу плоско! мея! розд1лу надпров1д1шка та металу, як! знпходятьол в паролелыюму могн!тному пол!. Штриховою л1н1ею показаний потенц!альний рельеф без магн!тного поля.

Shevteova O.N. The superoonduotivity in crystals with voids and other radiation defeots.

The thesis is submitted for a candidate degree on the speoiallty 01.04.02 - theoretical physios. Institute of Theoretical Physics, Kiev-1994.

10 Boientiiio works submit to be defended, which contain

»

theoretical study of fluperoonduotors II type with voids.

It is proposed the theory of interaction between the vortex lattioe and a oubio lattioe of voids. It is shown that Abrikosov's vortex lattioe with hexagonal symmetry may reconstruct in a square one with a period, that coincides with the period of superlattice of voids. The structural reconstruction and generation of defects of vortex lattioe is investigated under the оаве of deviation from full oommensurabi1ity.

Шевцова О.Н. Сверхпроводимость в кристаллах с порами и другими радиационными дефектами.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.02 - теоретическая физика. Институт теоретической физики, Киев-1994.

Защищается 10 научных работ, посвященных теоретическому исследованию пористых сверхпроводников второго рода.

Построена теория взаимодействия вихревой решетки (BP) с кубической сверхрешеткой пор. Показано, что абрикосовская BP с гексагональной симметрией мойет перестраиваться в квадратную решетку с периодом, совпадающим с периодом сверхрешетки пор. Исследована структурная перестройка и генерация дефектов BP при отклонении от случая полной соизмеримости. Ключов! слова: надпров1дник II роду, пора, вихрова гратка.