Магнитополевые и температурные зависимости критического тока в тонких эпитаксиальных пленках высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7-d

Анотація

Исследованы магнитополевые (в поле H, приложенном вдоль нормали к плоскости пленки z )и температурные зависимости плотности крити ческого тока j_c в высокока чественных эпитаксиальных биаксиально ориентированных пленках YBa₂Cu₃O_7-d с максимальным значением j_c, достигающим 2×10⁶ A/см² в нулевом магнитном поле при T=77 K. Найдено,что величина j_c (H_z, T), не зависящая от H_z в области слабых полей H_z < H_m, при H_z > H_m хорошо аппроксимируется зависимостью j_c (H_z, T )/j_c (0,T)=aln (H*/H_z)в достаточно широкой области 0,95 >j_c (H_z, T)/j_c (0,T)>0,3. Величина H*=H_me^1/a пропорциональна t=1-T/T_c,как минимум,в области температур,для которой проведены измерения,а параметр a почти не зависит от температуры.При этом для образца с наибольшим значением плотности критического тока при H_z ® 0 обнаружен аномально резкий переход от низкополевого плато к логарифмической зависимости. Проведен анализ ряда опубликованных в литературе данных по зависимостям j_c (H_z, T)в тонких эпитаксиальных ВТСП пленках и показано, что аппроксимация данного вида применима также к результатам других авторов. При этом, хотя сами величины j_c(H=0,t), так же как и значения H*, существенно различаются для пленок, исследованных разными авторами, величины a при аппроксимации их результатов логарифмической зависимостью оказываются весьма близкими друг к другу и к найденным в наших исследованиях. Предложена модель, качественно поясняющая природу обнаруженной зависимости j_c (H_z,T), и обсуждены ее основные свойства. Показано, что зависимость, которая хорошо аппроксимируется логарифмической, отвечает механизму, связанному с депиннингом ансамбля вихрей Абрикосова, запиннингованного на краевых дислокациях в малоугловых межблочных границах, которые существуют в тонких эпитаксиальных пленках ВТСП. Резкий переход от плато к логарифмическому участку реализуется, если при H»H_m происходит смена механизма, определяющего плотность критического тока, а именно в том случае, когда при H < H_m прозрачность межблочных границ для сверхпроводящего тока ограничивает величину j_c сильнее, чем депиннинг вихрей в слабых полях.