Пленки ВТСП купратов, допированные наночастицами, и их электродинамика, обусловленная вихрями Абрикосова

Abstract

Приведены результаты комплексного исследования связи структурных и электродинамических характеристик квазимонокристаллических пленок ВТСП металлоксидного купрата YBa₂Cu₃O₇₋δ с разной концентрацией (несколько процентов массы) наноразмерных включений перовскитоподобной фазы BaZrO₃ (BZO). Методами электронной микроскопии с высокой разрешающей способностью исследована наноструктура изготовленных пленок и определены основные типы дефектов, которые приводят к сильному пиннингу вихрей Абрикосова и, соответственно, большим значениям плотности критического тока. Приведены результаты теоретического моделирования генезиса возникающей в таких пленках дефектной наноструктуры и ее влияния на критический ток. Экспериментально исследованы магнитные и транспортные свойства изготовленных ВТСП пленок YBCO (BZO). Найдены температурные, магнитополевые и магнитоориентационные зависимости плотности критического тока исследованных пленок. Кроме то- го, приводятся результаты экспериментального исследования высокочастотных свойств изготовленных пленок YBCO (BZO) — поверхностного СВЧ импеданса пленок в линейном и нелинейном режимах. Проведено обсуждение полученных результатов экспериментов и дается анализ влияния наноструктуры примесной фазы на электродинамические характеристики ВТСП пленок.

Приведено результати комплексного дослідження зв'язку структурних і електродинамічних характеристик квазімонокристалічних плівок ВТНП металоксидного купрату YBa₂Cu₃O₇₋δ з різною концентрацією (кілька відсотків маси) нанорозмірних включень перовскітоподібної фази BaZrO₃ (BZO). Методами електронної мікроскопії з високою роздільною здатністю досліджено наноструктуру виготовлених плівок і визначено основні типи дефектів, які призводять до сильного пінінгу вихорів Абрикосова та, відповідно, великим значенням густини критичного струму. Наведено результати теоретичного моделювання генезису дефектної наноструктури, яка виникає в таких плівках, і її впливу на критичний струм. Експериментально досліджено магнітні та транспортні властивості ВТНП плівок YBCO (BZO), які було виготовлено. Знайдено температурні, магнітопольові та магнітокутові залежності густини критичного струму плівок, які було досліджено. Крім того, наведено результати експериментального дослідження високочастотних властивостей цих плівок — поверхневого НВЧ імпедансу плівок у лінійному та нелінійному режимах. Проведено обговорення результатів експериментів і надано аналіз впливу наноструктури домішкової фази на електродинамічні характеристики ВТНП плівок

The results of complex research into the relation of electrodynamic and structural characteristics of HTS cuprate YBa₂Cu₃O₇₋δ quasi-singlecrystalline thin films with different concentrations (a few mass percents) of nano-sized BaZrO₃ (BZO) inclusions are presented. The nanostructure of the films is investigated with the use of high-resolution electron microscopy (HREM). This allows us to determine the main types of defects, which result in strong pinning of Abrikosov vortices and large critical current densities. The results on theoretical modeling of defect nanostructure and its influence on critical current density are considered. Magnetic and transport properties of the deposited YBCO(BZO) thin films are measured. The temperature and magnetic field dependencies of critical current density in these films are found. In addition, the experimental data on highfrequency properties of the YBCO(BZO) thin films are presented, namely, the microwave surface impedance is measured both in linear and nonlinear regimes. The obtained experimental results are discussed theoretically, and the influence, of nanostructure formed due to the BZO admixture phase in the YBCO(BZO) thin films, on electrodynamic properties of these films is analyzed.