Высокочастотный отклик на миллиметровоеизлучение и нелинейные свойства сверхпроводников состава УВа2Сu3О7-5 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.22 ВАК РФ

НАЦЮНАЛЬНА АКАДБМШ НАУК Украши ф]зико-техшчний ш статут низьких температур ¡м. Б.1. Веркша

На правах рукопису

Величко Антон Васильевич

ВИСОКОЧАСТОТНИЙ В1ДГУК НА М1Л1МЕТРОВЕ ВИПР0М1НЮВАННЯ ТА НЕЛ1ШЙН1 ВЛАСТИВОСТ1 НАДПРОВ1ДНИК1В СКЛАДУ УВа2Си307

01. 04. 22 - надпровщпсть

Автореферат дисертаци' на эдобута вченого ступеня кандидата ф1зико-математичних наук

Харгав — 1996 р.

Дисертащя е рукопис.

Робота виконана в 1нститут1 радюф^зики та електронжи Нащо-нальноУ Академн' наук Укращи, м. Харгав

\ « " »

доктор (фчзико-матем ати ч н их наук ' Черпак Микола Тимофеевич.

доктор ф)з.- мат. наук, професор Дмитриев В1талш Михайлович, кандидат ф1з. - мат. наук, доцент Фалько Irop 1ванович.

Харшвський державний университет

Захист ¡здбудеться " /=L " S^oi^L 1996р. о i^L годин! на зааданш Спещал1зованоУ вченоК Ради К. 02. 35. 03 при <Шзико-техшчному шститут! низьких температур iM. Б. I. Веркша HAH УкраУни ( 310164, м. Харюв, пр. Ленша, 47 ).

3 диcepтaцieю можна ознайомитися в науков1й б]блютещ ФТ1НТ HAH Украдни, и. Харюв, пр. Ленша, 47

Автореферат роздано "____" 1996р.

Учений секрегар

Спещал1зовано! вченоТ Ради

доктор ф^зико-математичних наук Сирин 6.С.

11ауковий кер!вник:

Офвдйш опоненти:

Провидца оргашзашя:

Актуальтсть теми. Зараз, коли минуло вже 10 рокш з часу вщкриття високотемпературних надпровщниюв ( ВТНП ), досягну то значного прогресу як в розумшш ф1зичних властивостей но-вих надпровщнишв (НП), так 1 в IX використанш для прикладних цшей. Величезний шквал ексиериментальних 1 теоретичних робп' у галуз1 ВТНП, який зворушив 1 продовжуе вражати науковий св1т, був викликаний негадробним штересом до тих ф^зичних перспектив, що общяе застосування цих матср1ал1в в р^зномаштних галузях сильнострумноУ технжи, а також мжроелектронжи. Це 4 лшц елек-топередач без втрат, 1 найпотужнпш НГГмагшти, що можуть вико-ристовуватися для термоядерного синтезу, 1 пасивш мшрохвильов1 (МХ) планарш схеми з рекордно низьким р!впем втрат, 1 надвисо-кочутлив1 датчики сталого магштного поля (СКВ1Ди), \ детектори електромагштного випромщювання ( ЕМВ ), 1 елементи пам'ягп для надпров1дникових суперкомп'ютер!в. Одним словом за ВТНП - май-бутне майже вах електронних прилад1В.

Незважаючи на таю райдужш перспективи на сьогодш маеться ще цший ряд невиршених проблем : вщсутня точна мжроскотчна теор1я ВТНП; остаточно не з'ясоваш мехашзми спарювання ( с1-або э-\лгауе ), немае повного розумшня особливостей змипаного стану ВТНП (як взаемодшть м1ж собою вихори, яка природа сили гпншгу, як рухаються вихори при протжанш струму по зразку ); не е зро-зумишм мехашзм НП, тобто НП викликана фононами, чи заря-довими або спшовими флуктуащями ( корелящями з зарядовими збудженнями ); вивчення нелшШних властивостей нових НП знахо-диться майже в "зачатковому" сташ; вщсутш точна 1 взаемозв'язана картина вщгуку НП на ЕМВ з частотою нижче частота енергетич-но'11ЩЛИНИ. Цей ряд можна було б значно продовжити, але головний висновок такий - це необхвдшсть подальшого ретельного вивчення, як експериментального так 1 теоретичного, недосл'щженних аспекте ВТНП для формування цшсного розумшня природи НП в цих матёр1алах 1 втшення вс1х переваг ВТНГ1 в життя.

Звертаючись до: застосування ВТНП в мшроелектрошщ, треба за-значити, що вже зараз не викликае сумшв1в значна перевага пасив-них НП прилад!в ( лшй передач, фшьтр1в, резонатор!в ) у пор1в-нянш з аналопчними металевими. Досить сказати, що поверхневий отр Я, найкращих на сьогодш ВТНП плавок на частотах 10 ГГц бшьш шж на 2 порядка менший, шж Я, безкислородноТ мщ1. Такий

низький р1вень МХ втрат в нових НП уже зараз дозволяе створю-вати пбридш мжроелектронш прилади з пасивними елементами ¿з ВТНП 1 активними 1з натвпровщниюв. Стосовно сгворення актив-них прилад1в (шдсилювач!, змпиувач1, детектори) на ocнoвi ВТНП можно сказати, що на сьогодш вщношення до цього надто скептичне. Це пов'язано перш за все з там, що створення активних елемен™ в основному спираеться на круту нелшйшсъ джозефсошвських пере-xoдiв (ДП), виготовлення яких з ВТНП зтикаеться з1 значними тех-нолопчними труднощами, пов'язанйми з малою довжиною когерентности властивою ВТНП. Проте зовам недавно зроблено успшт спроби по створенню ВТНП перемика-пв, змшувач1в та детектор1в з характеристиками, яга не поступаються, а школи нав'1ть перева-жають параметри аналопчних нашвпровщникових прилад!в ( див. огляд [1] 1 лггературу , що цитуеться в ньому ).

Мета работи. На жаль, ниш, незважаючи на ряд експеримен-тальних [2,3,4] 4 теоретичних [5,6,7] роб1т, в!дсутня цшсна взае-мозв'язана картина нелшшних процеав ВТНП. Метою даноТ екс-периментально!' роботи е вивчення мехашз?,пв радючастотного ( РЧ ) вщгуку та нелшшних мшрохвильових власгивостей НП складу УВагСи^Оч-х на мшметрове влпромшювання. Для цього вирниу-валися наступш задач1 : 1) дослщжувалася температурна залеж-шсть РЧ та МХ вщгугав УВаСиО НП на мм випромшювання; 2) вивчалася часова релаксащя РЧ та МХ поверхневих опор!в керамж та тонких шпвок теля вмикання та вимикання мм. випромшювання (накачки ); 3) проводилося вим!рювання магштопольових залежно-стей РЧ та МХ поверхневих опор1в в слабких магштних полях ( до 150 Е); 4) дослщжувалася зaлeжнicть РЧ Та МХ вщгугав вщ ам-шптуди мм випромшювання, а також проводилося пор^внювання з вщомими на сьогодш теор1ями.

Наукова новизна. В данш робот1 вивчено природу РЧ в!д-гуку на мм випромшювання I ф1зичш мехашзми нелшШних власти-востей УВаСиО НП. Виявлено змшаний характер РЧ вщгуку, що включай поряд з тепловою помп-ну неболометричну складову. Показано логарифм1чну динашку у чаа як РЧ, так 1 МХ вщгуюв т-сля вимикання та вмикання мм випромшювання. Продемонстровано хорошу узгоджешегь експёриментальних магштопольових залежно-стей РЧ та МХ Я, зтеорегичними моделями слабкозв'язаних гранул (СЗГ) та руху джозефсошвських (Д) вихор1в в м1жгранульному се-

редовшщ. Нарепт, визначено 3 типа характерно')' залежносп МХ Л, та РЧ вщгуку вщ амшптуди поля мм випромшювання залежно вщ якосп зразка 1 зовшшшх умов (температури та магнитного поля).

Достов1ртсть 1 обгрунтовашстъ одержаних в робот! результате шдтверджуеться зб!гом теорегичних моделей, що викори-стовувалися, з вщкшдними експериментальними даними, а також з результатами доопдження шших автор)в, яю працюють в дашй область

Практична цшшсть. В робот) визначен) основн) характеристики нетеплових процеав, що стимулюються в ВТНП мм ви-промшюванням. Одержан! дат можуть бути використаш при роз-робц) та конструюванн) високочутливих I швидкодйочих неболоме-тричних дётектор1в у мм дшазош довжин хвиль, а також для ви-значення динамичного д1апазону пасивних МХ прилад!в на основ) ВТНП.

Реал1защя дослвдакення. Деяю результата дисертацй' по-кладено в основу заявки на винахщ надпров1дникового болометра з МХ змвденням, на яку одержано позитивне ршення №908120/09/010854 з приор)тетом В1Д 5.01. 91.

Основш положения, що тдлягають захисту.

1 . Вперше дослужено безконтактним методом РЧ вщ'ук ВТНП складу УВаСиО на мм випромшювання. Показано комплексну природу РЧ гвдгуку, що включае поряд з тепловою значну не-болометричну компоненту. З'ясовано, що з полшшенням якост) зразка (зменшенням ширини переходу ДТ, зниженням Л„ полшшенням ор1ентованосп ) максимуми на температуршй залежносп болометричного 1 неболометричного вщгуюв зближаються та загострюються.

2 . Виявлено корелящю в поведшщ МХ та РЧ в^гуюв в залежносп В1Д амшптуди Нш поля випромшювання. Це тдтверджуе визначальний вплив випромшювання накачки, а не параметр)В зондуючого сигналу, на мехашзм високочастотного (ВЧ) вщгуку ВТНП. Даний висновок мае важливе значения для застосування ВТНП у вигляд! неболометричних детектор1в мм випромшювання з ВЧ змщенням.

3 . Вивчено часову динамжу РЧ та МХ в1дгушв при вимиканн)

. та вмиканн) мм. випромшювання. Показано, що в обох випадках

теля затримки в деюлька секунд змшювання вщгуку у чаа для *б1льшосп доаиджених зразюв добре описуеться логарифм1чним законом, що указуе на причетшеть крша магштного потоку до мехашзму високочастотного вщгуку ВТНП.

4 . Виявлено, що для сильнодефектних зразюв амплгеудна за-лежшеть МХ поверхневого опору добре описуеться теор!ею Хальбругтера про рух джозефсошвських (Д) вихор1в в слаб-ких зв'язках, тод! як для зразюв хорошо!" якосп — моделями Срщхара та Гуревича, яю приписують основну причину не-лшшносп шдукованому струмом критичному стану та осциляци абрикосовсько-джозефсошвських (АД) вихор1в в контактах з ви-сокою густиною критичного струму Зс.

' 5 . На П1дстав1 одержаних температурних, часових та амплпудних залежностей РЧ 1 МХ вадгуюв можна зробити висновок про те, що Гх мехашзм пов'язано з зародженням та рухом шд д1ею мм ви-промшювання Д- або АД-вихор1в в м1жгранульних або внутрш-ньогранульних СЗ.

Апробацш роботи. Результати даноТ дисертацшно!' роботи допов!далися на наступних конференщях : М1жнародна коферен-ц1я з високотемпературно'1 надпров1дносп та локал1зацшних явищ ( Москва, 1991 ); Ш Всесоюзшй нарад1 по ВТНП ( Харюв, 1991); I Всеукраднському симпоз1ум1 з мм та субмм хвиль (Харюв, 1991 ); I м1жнародному симпоз!ум1 " Ф1зика 1 технша мм та субмм хвиль " ( Харюв, 1994 ); на м1жнародшй школ1-семшар1 " Ф1зика твердого тша : теор1я 1 застосування" ( Ужгород, 1994 ); м1жнародшй конфе-ренцп з прикладно! надпровщносп АБС'94 (Бостон, Массачусеттс, 1994); м1жнародн1й конференцп "Надпров1дн1сть : ф1зичш аспекта" (Харюв, 1995 ); на II кпжнародтй конференцп " Матер^алознав-сгво ВТНП " ( Харюв, 1995 ); на VIII 3-х сторонньому укра!нсько-росшсько-шмецькому семшар1 з ВТНП (Льв1в, 1995); 187 конференцп Електротехшчного Товариства ( Рено, Хштон, Невйда, 1995).

Публисацц. Основш результати дисертаци опублшовано в 11 наукових роботах, список яких приведено в юнщ автореферату.

Структура I обсяг роботи. Дисертащйна робота складае-ться з вступу, шести глав, висновку 1 списку цитовано!' л!тератури, що включае 163 найменування. Вона м1стить 74 рисунка 1 7 таблиць. Загальний обсяг дисертацн — 193 сторшки.

Зм1ст роботи.

У в с тут стисло обговорюеться об'ект дос;пдження, обгрунто-вуеться актуальшсть обраноТ теми, визначаються мета та завдання проведених доел¡джень, описуеться структура дисертацп. Форму-люються основш положения, що тдлягають захисту. Приводиться список наукових конференцш та симпоз1ум1в, на яких доповщалися основш результата дано! дисертацп.

В першш глав! описано мехашзми вщгуку ВТНП на ЕМВ, а також традицшш способи реестрацп вщгуку. Показуються переваги ВЧ реестращУ в1дгуку, вперше застосованоУ в дашй робот!, в пор1внянш з вим!рюваннями на сталому струмь Даеться визначення основних характеристик детектор]в випромшовання ( потужшеть, екв1валентла шумов! ( ИЕР)), вольт-ватна чутлив1сть з, детектуюча спроможшсть А та час В1дгуку г ) 1 описуються експерименти по вивченню вщгуку. Дал1 приводиться систематизащя 1 класифжащя мехашзм]в ввдгуку, зпдно з якою вадгук дтиться на болометричний та неболометричний, а кожна з цих двох категорш в свою чергу дшиться на тдгрупи зпдно з ф1зичними процесами, що лежать в 1х основ!. Неболометричш мехашзми подшяються на внутр1шньо властив! (нер]вноважне руйнування купер]"вських пар, розпад пар вихор-антивихор, шдукований випромшюванням крт/теч!я абрико-совських йихор1в, просковзування фази на кпжплощинних СЗ) 1 зов-шшш (просковзування фази на дефектах, перколяцшний мехашзм, зворотний ефект Джозефсона, крш/теч1я потоку всередиш м1жгра-нульних СЗ ). Докладно розглядаеться кожний ¡з мехашзм1в.

В друтш глаш описуеться експериментальна установка ! обладнання, що використовувалися для вим!рювання. Приводиться блок-схема установки, пояснюеться призначення и елемент, описуеться методика охолодження та вим1рювання. Шдкреслюеться, що викорювання в!дгуку проводяться одночасно в 2-х частотних д1апа-зонах : в РЧ д1апазош за допомогою накладно!' котушки ¡ндуктив-носп, включено! в резонансний контур, 1 в МХд5апазош - за допомогою квазюптичного д1електричного резонатора ( КДР) ¡з лейко-сапф1ра А1гОг або алюмшата лантана ЬаАЮ3. Описуеться методика шдукцшних вим1р!в РЧ втрат в НП за допомогою викпрника добротносп, а також орипнальне схемотехшчне ршення, що дозволило позбавитися в]д паразитноУ реактивносп з'еднуючих коак-аальних кабел1в, \ тим самим значно шдвищити чутлив!сть вим!р1в. Показуеться, що задача доел ¡д жен ня РЧ та МХ в1дгуюв на мм ви-

промшювання зводиться, по суп, до виьпрювання РЧ поглинання та МХ поверхневого ¡мпеданса 2, на вщповщшй частоту. Приво-дяться основи викпрювання НП на МХ, даються формули, що зв'язують добротшсть 1 частоту збуреного резонатора з дШсною та уявною X, частинами зразка. Одержано вираз для мшмально вим1рного Я, залежно вщ добротносп та коефвденту збурення а резонатора. Описуються основш характеристики дискових КДР : збуджуваш типи хвиль, розподш компонент поля для деяких тишв коливань, частотний спектр резонатора. Анашуеться вклад окремих компонент ( добротносп зв'язку 1 раоиацшноУ добротносп ) в вираз для добротносп КДР з1 зразком. Показуеться, що при збуренш КДР металевим (шдшш) диском з д1аметром, який трохи перевищуе д1а-метр резонатора, ргдоащйш втрати май же вщсутш та не залежать -вщ д1аметру зразка. Показано також, що при дуже великому збуренш, коли зразок знаходиться на вщсташ ~ 0.14-0. 2 мм вщ КДР, залежшсть збуреноГ добротносп резонатора вщ вщсташ до зразка стае немонотонною, можливо через взаемодш р!зних тишв коливань КДР. Робиться висновок про те, що проведения коректних вим1р1в Zt можливе лише для в^станей зразка вщ резонатора бшыпих, шж 0.2 мм.

В третш глаш приводяться ] анал!зуються результати темпе-ратурних вим1р1в Я, 1 вщгуку, проведених на 6 зразхах ( 2-х ке-рамшах та 4-х шивках ) складу УБа2Си307_г. Показуеться , що максимум температурно!" залежносп РЧ та МХ вщгугав для век без винятку зразгав змщено в сторону б1лып низьких температур по вщношенню до максимуму похвдноТ-^Д/йТ, яка описуе чисто боло-метричний В1дгук. Це е доказом присутносп нетепловоУ компонента у вщгущ, що спостер1гаеться. З'ясовано також, що з полшшенням якосп зразка (зменшенням ширини переходу ДГ, зниженням К,) максимуми вщгуку та сШ/с1Т зближаються 1 загострюються.

Хороше яюсне узгодження магштопольово'1 залежносп РЧ в слабких магштних полях до 150 Е з моделлю СЗГ [8] ¡.теор1ею Халь-бритера [7], що описуеться в четвертш глав!, евщчить про ви-значальну роль СЗ в дисипацп ВЧ енергн в доапджуваних зразках ВТНП.

В п'ятш глав1 показуеться, що теля вмикання мм накачки вщ-гук з'являеться з затримкою в деюлька десятюв секунд. Виявлено також, що в низькотемпературному ¡нтервгш (на 3-10 К нижче кри-

тично'1 температури Те) релаксащя РЧ та МХ вщгуюв т для гае лога-рифщчному закону, що разом з1 значною затримкою в появ) вщгуку е незаперечним доказом причетносп крша магнггного потоку, ство-реного мм випромшюванням, до мехашзму високочастотного (ВЧ) вщгуку.

В глаш шостш приводиться огляд основних теорШ нелшш-них властивостей ВТНП. Модель лйнй передач Порпса [9] припи-суе основну причину нелннйносп екрануючШ спроможносп гранул, що запирають магштний потж всередиш СЗ. Приводиться вираз для залежносп Zt вщ амшатуди Ни МХ поля. Теор1я Хальбргг-тера [7] описуе вплив руху Д~вихор1в всередиш СЗ на поверхневий ¡мпеданс ВТНП. Зпдно з щею теор1ею апдом за мейсснер1вським станом з квадратичною залежшстю Л, 1 глибини проникания А вщ Ни, наступая лшйна дшянка, що властива для режиму пшшга ви-хор1в нарепт, насичення, обумовлене теч1ею потоку в СЗ. Модель СЗГ, узагальнена на нелшйний випадок Нгуйеном та ш. [2], зв'язуе основну причину нелшШносп з руйнуванням купергеських пар сильним МХ струмом як наслщок, квадратичну залежшсть обох компонент вщ Ни, характерну для меЙсснер1вського стану СЗ. Модель шдукованого струмом критичного стану, що запропоно-вана Срщхаром [5], описуе амшптудну залежшсть '¿е для НП цилш-дричноГ та полосковоУ геометрй' в рамках модел! Бша. Результатом модгл] для полосковоУ геометр)], що найбшьш адекватна для опису нелшйних властивостей тонких шавок в паралельному МХ магшт-ному пол!, е залежшсть Л, вщ Ны виду Д„ = аН1 + ЬН* + 0(Я®). Розвинена недавно нелокальна електродинамжа Д-контакпв з висо-кою Зс [7] передбачае, що потужшсть втрат ф при осцилящйному руа абрикосовського вихора з джозефсошвськоУ серцевиною (АД-вихора) пщ д1ею змшного струму амшптуди 1и описуеться виразом Я = <2о[К(р2) + Е(р2)}, де <?0 - константа, /3 = 1Ш/1С1 1С — кри-тичний струм. Нарешт!, нелшШна електродинамжа НП И-роду в змшаному стан!, що була розвинена Кофф1 [10], дае вираз для вектору магштноУ ¡¡ндукщ'У всередиш НП в залежносп вщ сталого Н та амшптуди Ни змшного пол1в з частотою / < Д/Л, з якого, вико-ристовуючи р1вняння Максвелла, можна ощнити амплпудну залежшсть 3 • £-втрат, що узагальнюють поняття поверхневого ¡м; .пса на нелшШний випадок.

Показано, що по амшитудшй залежносп МХ Л, та РЧ вщгуку ва

зразки можна умовно подьлити на 3 групи. Для першоУ групи (зразки К1, ТП1) характерна наявшсгь початковоУ дшянки ~ теля цього - лшйноУ по Hw дшянки з завершальним виходом Re(Hu) на насичення. Така поведшка адекватно описуеться в рамках те-opii руху Д-вихор1в в СЗ, розвиненоУ Хальбрггтером. Вона також яюсно узгоджуеться з завбаченням модел1 лшй передач Порпса, але юлъюсний анализ в даному випадку не проводився, зважаючи на помилку, допущену Порпсом [9] в юнцевому вираз! для ам-плгеудноУ залежносп Z,. Зазначимо, що зразки першоУ групи мають найлрпн надпров]дников1 властивосп серед yeix зразюв. До другоУ групи зразюв вщносяться зразки ТПЗ та К2, для яких залежносп К?"(Ни) i AR?(HU) добре описуються моделлю шдукованого стру-мом критичного стану, що розвинена Срщхаром. У той же час piBHO-щнне наближення можна одержати в рамках нелокально! теорн Д-контаотв з високою Jc, розробленоУ Гуревичем. Hapeiim, для третьоУ групи зразюв (ТП2,ТП4) характерна наявшегь протяжноУ початковоУ дмянки незалежносп R, в1д Ни з наступним р1зким зростанням Rs при великих амгаптудах поля. Залежшсть подШного вигляду була недавно одержана Оутесом та iH. [И] для одинокого ДП, включе-ного в мжрополосковий резонатор i3 YBaCuO тонкоУ шпвки. Оутесом та ¡н. також одержано адекватний теоретичний опис виявленоУ залежносп R,(HU) в рамках RSJ-MOflefli [12] шляхом чисельного мо-делювання. Визначимо, що дана модель дав насичення Rg^HJ) при великих полях, якого ми не спостер1гали для нашоУ III групи зразюв, очевидно через недостатню амшптуду MX поля, що була доступна в наших експериментах. Юльюсне пор1внювання результате дисер-тац]У з моделлю, залропонованою Оутесом, не проводилося, зважаючи на складносп чисельного моделювания.

В Висновках сформульоваш основш результата дисертадй'.

' Основт результати i висновки роботи.

1. Вперше дослщжено безконтактним методом РЧ вщгук ВТНП складу YBaCuO на мм випромшювання. Показано комплексну природу РЧ вщгуку, що включае поряд з тепловою значну не-болометричну компоненту. З'ясовано, що з полшщенням якосп зразка (зменшенням ширини переходу ВТ, зниженням R,, полш-шенням крисгалографчноУ opieHToeaHocri) максимуми на тем-пературшй залежносп болометричного i неболометричного вщ-гуюв зближаються та загосгрюються.

2. Виявлено корелящю в поведшщ МХ та РЧ вщгугав в залеж-носп в!д амгаптуди Ни поля опромшювання. Це тдтверджуе визначальний вплив випромшювання накачки, а не параметр1в зондуючого сигналу, на мехашзм високочастотного (ВЧ) вщгуку ВТНП. Даний висновок мае важливе значения для застосування ВТНП у. вигляд1 неболометричних детектор1в мм випромшю-вання з ВЧ змщенням.

3. Вивчено часову динамжу РЧ та МХ вщгушв при вимиканш та вмиканш мм випромшювання. Показано, що в обох випадках пь сля затримки в деюлька секунд змшювання вщгуку у час1 для бшьшосп дослщжених зразюв добре описуеться логарифм1чним законом, що указуе на причетшсть крша магштного потоку до мехашзму високочастотного вщгуку ВТНП.

4. Показано, що магштопольова залежшсть РЧ поверхневого опору в полях до 150 Е для деяких гранульованих зразюв добре описуеться моделлю слабкозв'язаних гранул Хштона, а для шших зразюв — теор1ею Хальбрггтера про рух джозефсошвських (Д) вихор]Б у м)жгранульиому серед овиин. Це тдтверджуе визначну рель слабких зв'язгав в мехашзм! ВЧ дисипади в дослщжуваних зразках УВаСиО.

5. З'ясовано, що залежно вщ якосп зразка спостер!гаеться три ха-рактерних типа залежносп МХ та РЧ вщгуюв вщ амплггуди Нш мм випромшювання. Виявлено, що для сильнодефектних зразюв амшптудна залежшсть МХ поверхневого опору добре описуеться' теор!ею Хальбрггтера про рух джозефсошвських (Д) вихор!в в слабких зв'язках, тод1 як для зразюв хорошоУ якосп — моделями Срщхара та Гуревича, яю приписують основну причину нелшшносп шдукованому струмом критичному стану та осци-лящУ абрикосовсько-джозефсошвських (АД) вихор1в в контактах з високою густиною критичного струму Зс.

6. На шдстав1 одержаних температурних, часових та амплпудних залежностей РЧ 1 МХ вщгугав можна зробити висновок про те, що Ух мехашзм пов'язано з зародженням та рухом тд д5ею мм випромшювання джозефсошвських або абрикосовських >р5 и з джозефсошвською серцевиною (АД-вихор1в) в м^жгранульних або внутр1шньогранульних СЗ. Показано, що залежно вщ зов-

Hiiimix умов (температури, сталого магштного поля) характер дисипативного руху вихор!в може змгаюватися в!д крша до течн потоку.

7. Створено експериментальну установку для дослщження РЧ (110 МГц) та MX (36-37 ГГц) вщугав на електромагштне ви-промшювання мм диапазону хвиль (32-35 ГГц) з використанням квазюптичного д1електричного резонатора.

Список л Герату ри, що цитуеться в автореферат!

1. Hein М.А. High-temperature superconductors: surface impedance, circuits and systems. - Studies of high-temperature superconductors, Nova Sei. Publishers, New York. - 1996. - V.18. - P.141-216.

2. Nguyen P., Oates D.E., Dresselhaus M.,- Dresselhaus G. Nonlinear surface impedance for YBaCuO thin films: measurements and a coupled-grain model // Phys. Rev. В -1993. - V.48. - P.6400-6412.

3. Nguyen P., Oates D.E., Dresselhaus M., Dresselhaus G., Anderson A.S. Microwave hysteretic losses in YBaCuO and NbN thin films // Phys. Rev. В - 1995. - V.51. - P.6886-6695.

4. Golosovsky M.A., Snortland H.J., Beasley M.R. Nonlinear microwave properties of superconducting iVft-microstrip resonators // Phys. Rev. В - 1995. - V.51. - P.6263-6268.

5. Sridhar S. Nonlinear microwave impedance of superconductor and ac response of the critical state // Appl. Phys. Lett. - 1994. -V.65,№8. - P.1054-1056.

6. Gurevich A. Nonlinear dynamics of vortices in high-Jc Josephson contacts // Physica С -1995.-V.243.-P.191-196.

7. J.HaJbritter. RF residual losses, surface impedance and granularity of the superconducting cuprates // J. Appl. Phys. - 1990. - V.68.

, - P.6315-6326.

8. Hylton T.L„ Kapitulnik A., Beasley M.R., Carini J.P., Drabeck L., Grüner G. Weakly coupled grain model of high-frequency losses in high-Tc superconducting thin films // Appl. Phys. Lett. - 1988. -V.53. - P. 1343-1345.

9. Portis A.M. Microwave power induced flux penetration and loss in high-temperature superconductors //J. Supercond. - 1992.- V.5.

- P.319-331.

10. Coffey M.W. Coupled nonlinear electrodynamics of type-II superconductors in the mixed state // Phys. Rev. В - 1992. - V.46. -P.567-570.

11. Oates D.E., Nguyen P.P., Habib Y., Dresselhaus G., Dresselhaus M.S., Koren G., Polturak E. Microwave power dependence of YBaCuO thin-film Josephson edge junctions // Appl. Phys. Lett. -1995. - (Submitted).

12. Russer' P. Influence of microwave irradiation on current-voltage characteristics of superconducting weak link // J. Appl. Phys. -1972. - V.43,№4 - P.2008-2010.

OcHOBHi публшацй' по теьп дисертацй' приведено нижче (повний

перелж публшацй мюгиться в дисертащйшй poöoTi):

1. Velichko A.V., Cherpak N.T., Izhyk E.V., Kirichenko A.Ya., Zagoskin V.T. Microwave and radiowave surface resistance of high-quality YBaCuO ceramic: nonlinear aspects // Phvsica C. - 1996.

- V.261, №3-4. - P.220 -228.

2. Velichko A.V., Cherpak N.T., Izhyk E.V., Kirichenko A.Ya., Chukanova I.N., Zagoskin V.T. Impedance properties and microwave magnetic field dependence of surface resistance of YBaCuO // Физика низких; температур. - 1996. -T.2I,№6. - С.963-966.

3. Величко A.B., Ижик Э.В., Кириченко А.Я.,Черпак Н.Т. Сверхпроводящая тонкая пленка YBCO в микроволновом поле квазиоптического диэлектрического резонатора // Сверхпроводимость: физика, химия, техника. - Т.4, - 1991. - С.2193 - 2198.

4. Величко A.B., Ижик Э.В., Кириченко А.Я., Черпак Н.Т. Радиочастотное поглощение в YBCO тонких пленках // Физика низких температур. - Т.17, №6. - 1991. - С.413-415.

5. Velichko A.V., Cherpak N.T., Izhyk E.V., Kirichcnko Chukanova I.N. High-frequency response of epitaxial YBCO thin film on mm wave irradiation // Proc. of Inter. Symposium "Physics

and Engineering of mm and submm waves", Kharkov, Ukraine, 1994. - V.l. - P.173-176.

6. Velichko A.V., Izhyk E.V., Kirichenko A.Ya., Cherpak N.T. Microwave and radiofrequency responses of YBCO thin film on millimeter wave radiation // Proc. of the 1st Inter. Autumn School-Conference SSPFA'94, Uzhgorod, Ukraine, 1994. - P.R12-R14.

7. Velichko A.V., Cherpak N.T., Izhyk E.V., Kirichenko A.Ya., Stet-senko A.N. Are the nonlocal effects really actual for the HTSC ? // Proc. of XXI Inter. Conf. on Low Temperature Physics, Prague, Czech Republic - 1996. - V.46,N»S3 - P. 1639-1640.

8. Величко A.B., Ижик Э.В., Кириченко А.Я., Черпак Н.Т., Усос-кин А.И., Чуканова И.Н. Радиочастотный отклик на излучение мм диапазона и нелинейные свойства ВТСП // Тезисы докладов I Украинского симпозиума "Физика и Техника мм и cvömm радиоволн" Харьков, ИРЭ АН УССР, 1991. - Т.1 - С. 107-108.

9. Cherpak N.T., Izhyk E.V., Kirichenko A.Ya., Velichko A.V., Chukanova I.N., Usoskin A.I. Microwave radiation effect on high-frequency properties of YBCO thin films // Abstr. of Inter.Conf. on HTSC and Localization Phenomena. - Moscow,1991. - P.M47.

10. Cherpak N.T., Izhyk E.V., Kirichenko A.Ya., Velichko A.V., Chukanova I.N., Kosmyna M.B. Radiowave response of YBCO thin films to mm wave band radiation // Abstr. of Applied Superconductivity Conf., Boston, Massachusetts, USA. - 1994 - P.30 (ELD-2).

11. Величко A.B., Ижик Э.В., Кириченко АЛ., Черпак Н.Т., Чуканова И.Н., Космына М.Б. Индуцированное миллиметровым излучением движение магнитного потока в тонкой пленке YBaCuO // Тезисы докладов 2-ой Международной конференции "Материаловедение ВТСП", Харьков, 1995. - С.179.

Velichko A.V. High-frequency response to millimeter wave radiation and nonlinear properties of УВа^Си^От^ superconducting compounds . The thesis for obtaining the candidate degree of science in physics and mathematics, speciality of 01.04.22 —■• superconductivity, Institute for Low Temperature Physics and Engineering of N AS, Kharkov, Ukraine, 1996.

Defended are 11 scientific works, in which the high-frequency (hf) (radiofre-quency (rf) and microwave (mw) ) response of УВа2СизОт-( superconducting compounds to millimeter wave radiation is studied. The temperature, DC magnetic field and field amplitude dependences of the hf-response of ceramic and thin film samples has been investigated. The response is shown to be of a complex nature (thermal and nonequilibrium), including strong enough nonbolometric component. Time relaxation of the hf-response is subject to the logarithmic law, which together with a marked delay (~several seconds) of the signal appearance implies relevance of the flux creep to the response mechanism. Three characteristic types of behavior of the hf-response with the mm field amplitude has been found depending on the quality of the sample. In all three cases a good consistence was found with diverse theoretical models considering the vortex motion impact on the hf-dissipation in the HTSC.

Величко A.B. Высокочастотный отклик на миллиметровое излучение и нелинейные свойства сверхпроводников состава УВа^СщОт^. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.22 — сверхпроводимость, ФТШГГ НЛП Украины, г.Харьков, 1996 г.

Защищается 11 научных работ, в которых изучается высокочастотный (ВЧ) (радиочастотный (РЧ) и микроволновый (MB) ) отклик сверхпроводников состава YВа2СизОт-1 на миллиметровое (мм) излучение. Исследованы температурные, магнитополевые и амплитудные зависимости ВЧ отклика керамических и тонкопленочных образцов. Показано, что отклик имеет смешанную природу (тепловую и неравновесную), включая достаточно заметную неболометрическую составляющую. Временная релаксация ВЧ отклика подчиняется логарифмическому закону, что вместе со зна чительной задержкой (^нескольких секунд) в появлении сигнала подраэу мевает причастность крипа потока к мехапизму неравнопееншо отклика. Обнаружено, что зависимость ВЧ отклика от амплитуды мм излучения могут быть 3-х характерных типов в зависимости от качества образца.. Во нссх 3-х случаях выявлено хорошее согласие с различными теоретическими моделями, рассматривающими влияние движения вихрей на ВЧ диссипацию в ВТСП.

КлючоВ! слова: високотемпературна наднрошдшеть, радш часто imiii та мжрохвильовий В1дгуки, нелЫйт властивость