Флуктуационная проводимость в пленках YBa₂Cu₃O₇₋y с различным содержанием кислорода. II. YBCO пленки с Tc ≈ 80 K

Abstract

Впервые исследована флуктуационная проводимость в пленках YBa₂Cu₃O₇₋y (YBCO) с T ≈ 80 К. В отличие от оптимально допированных образцов, обнаружен переход от механизма рассеяния флуктуационных пар Маки-Томпсона к механизму Лоуренца-До-ниаха, а при приближении температуры к Tc к механизму Асламазова-Ларкина. Показано, что длина когерентности ξc(0) вдоль оси с и время фазовой релаксации флуктуационных пар τφ(100 К) определяются температурой именно второго перехода. Обнаруженные особенности как флуктуационной проводимости, так и резистивного поведения резко усиливаются при приближении Tc к 80 К, вероятно, вследствие значительного увеличения интенсивности магнитного взаимодействия в ВТСП при этих температурах. Несмотря на это, измеренное для двух образцов tj (100 К)=(3,35 ± 0,01)×10⁻¹³ с, т.е. такое же, как и для оптимально допированных YBCO пленок. Показано, что зависимость ξc(0) от Tc подчиняется стандартной теории сверхпроводимости. Проанализированы механизмы рассеяния носителей заряда и сверхпроводящего спаривания в YBCO.

The fluctuation conductivity in YBa₂Cu₃O₇₋y (YBCO) films with T≈80 K is investigated for the first time. Unlike the optimally doped samples, these films exhibit a transition from a Maki–Thompson (MT) mechanism for the scattering of fluctuational pairs to a Lawrence–Doniach (LD) mechanism and, as the temperature approaches Tc, to an Aslamazov–Larkin (AL) mechanism. It is shown that the coherence length ξc(0) along the c axis and the phase relaxation time τφ(100 K) of the fluctuational pairs are determined by the temperature of this second transition. The features observed on both the fluctuation conductivity and resistive behavior are sharply enhanced as Tc approaches 80 K, probably because of a significant increase in the intensity of the magnetic interaction in high- Tc superconductors at these temperatures. In spite of this, for two samples a value τφ(100 K)=(3.35±0.01)×10⁻¹³ s is measured, i.e., the same value as for optimally doped YBCO films. It is shown that the dependence of ξc(0) on Tc obeys the standard theory of superconductivity. The mechanisms for the scattering of charge carriers and the superconducting pairing in YBCO are analyzed.