Микроволновый импеданс эпитаксиальных пленок высокотемпературных сверхпроводников

Abstract

В трехсантиметровом диапазоне длин волн измерены изменения поверхностного сопротивления эпитак­ сиальных пленок высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) в зависимости от величины переменного и постоянного магнитных полей. Исследованы пленки YBa₂Cu₃O₇₋d на сапфире. Установлено, что перемен­ ное магнитное поле оказывает существенно более сильное влияние на поверхностное сопротивление, чем постоянное. Для объяснения экспериментальных результатов сделано предположение о том, что пленка ВТСП не является идеальный сверхпроводником, а состоит из последовательно соединенных участков раз­ личного типа: участков идеального сверхпроводника, участков с низкоомными и высокоомными внутригра- нульными джозефсоновскими связями, шунтированными идеальным сверхпроводником, и, наконец, весьма незначительного для эпитаксиальных пленок количества участков межгранульных джозефсоновских связей. Зависимости поверхностного сопротивления от постоянного магнитного поля обусловлены движением абри- косовских вихрей в участках идеального сверхпроводника, а от амплитуды переменного магнитного поля — переключением высокоомных контактов в низкоомное состояние.

У трьохсантиметровому діапазоні довжин хвиль виміряно зміни поверхневого опору епітаксіальних плі­ вок високотемпературних надпровідників (ВТНП) в залежності від величини змінного і постійного магнітних полів. Досліджено плівки YBa₂Cu₃O₇₋d на сапфірі. Встановлено, що змінне магнітне поле істотно сильніше впливає на поверхневий опір, ніж постійне. Для пояснення експериментальних результатів зроблено при­ пущення про те, що плівка ВТНП не е ідеальним надпровідником, а складається з послідовно поєднаних ділянок різного типу: ділянок ідеального надпровідника, ділянок з низькоомними і високоомними внутрішнь- огранульними джозефсонівськими зв’язками, шунтуваними ідеальним надпровідником і, нарешті, дуже не­ значної для епітаксіальних плівок кількості ділянок міжгранульних джозефсонівських зв’язків. Залежності поверхневого опору від постійного магнітного поля обумовлені рухом абрікосовських вихорів в ділянках ідеального надпровідника, а від амплітуди змінного магнітного поля — перемиканням високоомних контактів в низькоомний стан.

In the 3 cm band dependences of the epitaxial HTS film surface resistance on the magnitude of ac and dc magnetic fields have been measured. YBa₂Cu₃O₇₋d films on sapphire were investigated. It was established that alternating magnetic field produces a stronger im­ pact on the surface resistance than dc field. To explain experimental results the assumption is made that a HTS film is not an ideal superconductor and consists of se­ ries-connected sections of various types: sections of an ideal superconductor, sections of low and large resis­ tance intragranular Josephson junctions, shunted by the ideal superconductor, and finally, sections of intergra- nular Josephson junctions few for epitaxial films. In these conditions the dependences of the surface resis­ tance on dc magnetic field are caused by Abrikosov’s vortices moving in ideal superconductive sections, and dependences on the amplitude of ac magnetic field are caused by switching of large resistance junctions to a low resistance state.