Особенности температурных и магнитополевых зависимостей критической плотности тока вблизи критической температуры в тонких пленках YBa₂Cu₃O₇₋δ

Abstract

Методом динамической магнитной восприимчивости исследована температурная зависимость критической плотности сверхпроводящего тока jc(τ) (τ=(1-T/Tc), Tc — критическая температура) двух тонких эпитаксиальных c -ориентированных пленок YBa₂Cu₃O₇₋δ, выращенных на подложках LaAlO₃ и SrTiO₃. В обоихобразцах в области температур от 77 К до Tc зависимость jc(τ) имеет два участка со степенными зависимостями jc~τ³/² и jc~τ² с кроссовером между ними. Проведены измерения температурных зависимостей динамической скорости релаксации Q(τ) (крипа магнитного потока), которые оказались несвязанными с наблюдаемыми кроссоверами. Показано, что наблюдаемые особенности jc(τ) не обусловлены ограничением плотности критического тока распаривания в междислокационных промежутках межблочных границ тонких эпитаксиальных пленок YBa₂Cu₃O₇₋δ, как это предполагалось ранее. На основании численных расчетов показано, что существование кроссоверов и обнаруженного в одном из образцов нарушения H/τ -скейлинга (H — постоянное магнитное поле) в магнитополевых зависимостях jc(τ,H) вблизи Tc можно объяснить проявлением макроскопической неоднородности образцов по локальным значениям критической температуры Tc (Tc -неоднородность). Отсутствие наблюдаемого нарушения H/τ -скейлинга во втором образце объяснено меньшей шириной распределения по Tc в нем по сравнению с первым образцом.

Методом динамічної магнітної сприйнятливості досліджено температурну залежність критичної густини надпровідного струму jc(τ) (τ=(1-T/Tc), Tc — критична температура) двох тонких епітаксійних c - орієнтованих плівок YBa₂Cu₃O₇₋δ, які вирощено на підкладках LaAlO₃ и SrTiO₃. В обох зразках в області температур від 77 К до Tc залежність jc(τ) має дві ділянки з степеневими залежностями jc~τ³/² и jc~τ² з кросовером між ними. Проведено виміри температурних залежностей динамічної швидкості релаксації Q(τ) (кріпу магнітного потоку), які виявилися непов'язаними з кросоверами, що спостерігаються. Показано, що особливості jc(τ), які спостерігаються, не обумовлено обмеженням густини критичного струму розпарювання в міждислокаційних проміжках міжблочних границь тонких епітаксійних плівок YBa₂Cu₃O₇₋δ, як це вважалося раніше. На підставі чисельних розрахунків показано, що існування кросоверів і виявленого в одному зі зразків порушення H/τ -скейлингу ( H — постійне магнітне поле) у магнітопольових залежностях jc(τ,H) поблизу Tc можна пояснити проявом макроскопічної неоднорідності зразків за локальним значенням критичної температури Tc (Tc -неоднорідність). Відсутність порушення H/τ - скейлингу, яке спостерігається, в другому зразку пояснено меншою шириною розподілу по Tc у ньому в порівнянні з першим зразком.

The temperature dependences of critical superconducting current density jc(τ) (τ=(1-T/Tc), Tc being the critical temperature) of two thin epitaxial c-oriented YBa₂Cu₃O₇₋δ films grown on LaAlO₃ и SrTiO₃ substrates are investigated by the method of dynamic magnetic susceptibility. At temperatures ranged from 77 K to Tc the dependence of jc(τ) for both samples has two regions with power laws jc~τ³/² и jc~τ² divided by a crossover. The temperature dependences of dynamic relaxation rate Q(τ) (magnetic flow creep) are measured. The results of the above measurements turn out to be not related to observed crossovers. It is shown, that the features in jc(τ) are not related to the restriction of critical density of depairing current in the interdislocation intervals of interblock borders of the YBa₂Cu₃O₇₋δ thin epitaxial films as supposed earlier. Using the numerical calculations, it is suggested that the existence of crossovers and the infringement of H/τ -scaling (H being the applied magnetic field) observed only in one of the samples in the magnetic field dependences jc(τ,H) near Tc may be explained by the macroscopic heterogeneity of the samples in local values of critical temperature Tc ( Tc-heterogeneity). The absence of this effect in the second sampl is explained by a smaller width of Tc distribution in it as compared to the first sample.