Анизотропия плотности критического тока в слоистом электронно-легированном сверхпроводнике Nd₂–xCexCuO₄+δ

Abstract

Представлены результаты исследования проводимости и плотности критического тока монокристаллических пленок Nd₂–xCexCuO₄+δ/SrTiO₃ с осью c, перпендикулярной или параллельной плоскости подложки, с концентрацией церия x = 0,15 и x = 0,17. Обнаружено, что в стехиометрически отожженных пленках с оптимальным содержанием церия (x = 0,15) величина анизотропии сопротивления максимальна, а анизотропия плотности критического тока составила 3 / 3 10 ab c c c j j ≅ ⋅ при T = 4,2 К. Сильная анизотропия плотности критического тока рассмотрена в рамках модели естественной сверхрешетки с чередующимися проводящими CuO₂-слоями и непроводящими буферными Nd(Ce)O-слоями. Показано, что высокая плотность критического тока вдоль проводящих CuO₂-плоскостей связана с пиннингом вихрей на буферных слоях, а сильная анизотропия плотности критического тока является следствием анизотропного движения вихревой решетки в слоистом сверхпроводнике.

Представлено результати дослідження провідності та густини критичного струму монокристалічних плівок із віссю с, яка перпендикулярна або паралельна площині підкладки, з концентрацією церію x = 0,15 та x = 0,17. Виявлено, що у стехіометрично відпалених плівках з оптимальним вмістом церію (x = 0,15) величина анізотропії опору максимальна, а анізотропія густини критичного струму склала 3 / 10³ ab c c c j j ≅ ⋅ при Т = 4,2 К. Сильну анізотропію густини критичного струму розглянуто в рамках моделі природної надгратки з провідними CuO₂-шарами, які чергуються, та непровідними буферними Nd(Ce)O-шарами. Показано, що висока густина критичного струму уздовж провідних CuO₂-площин пов'язана з пінінгом вихорів на буферних шарах, а сильна анізотропія густини критичного струму є наслідком анізотропного руху вихрової гратки у шаруватому надпровіднику.

The results of studies of the conductivity and critical current density of single-crystal films Nd₂–xCexCuO₄+δ/SrTiO₃ with an axis c perpendicular or parallel to the substrate plane with a cerium concentration of x = 0.15 and x = 0.17 are presented. It was found that in the stoichiometrically annealed films with the optimum cerium content ( 0.15) x = the resistance anisotropy is maximal and the anisotropy of the critical current density is 3 / 10³ ab c c c j j ≅ ⋅ at T = 4.2 K . The strong anisotropy of the critical current density is considered within the framework of the natural superlattices with alternating conducting CuO₂ layers and nonconducting Nd(Ce)O-buffer layers. It was found that the high density of the critical current along the conducting CuO₂ planes is related to the pinning of vortices on the buffer layers and a strong anisotropy of the critical current density is a manifestation of the anisotropic motion of the vortex lattice in a layered superconductor.