Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время экспериментальные и теоретические исследования в области высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) развиваются столь стремительно, что ее оез преувеличения можно назвать бурно развивающейся в современной физике твердого тела. При этом особое место занимают исследования макроскопических магнитных свойств ВТСП как основных характеристик ВТСП. Усилия многих ученых в этой области привели не только к решению ряда задач, приближающих нас к раскритию механизма ВТСП, но к постановке новых. Поскольку согласованной картины ВТСП, пока не существует, важным источником информации являются экспериментальные и теоретические исследования магнитных свойств ВТСП в широких интервалах температур и магнитных полей с помощью новых подходов. В экспериментальных исследованиях магнитных свойств ВТСП используются практически все традиционные методики. Однако они в большинстве случаев не позволяют изучать локальные магнитные характеристики ВТСП. В частности, конкретные картины или детали процессор проникновения, захвата и выхода магнитного потока сверхпроводника, непосредственно связанные с фундаментальными физическими свойствами ВТСП, остаются не изученными. Для решения этой проблемы необходим,, новые экспериментальные методики прямого наблюдения структуры магнитного потока в ВТСП. Неадекватность и неприменимость известной микроскопической теории БКШ для описания критических магнитных параметров ВТСП требует проведения также теоретических исследований с выходом за рамки теории БКШ.
Поэтому разработка и применение магнитооптической методики визуализации структуры магнитного потока в ВТСП и развитие ноеогс теоретического подхода к этой проблеме представляют как научны? так и практический интерес, и принципиально важны для решени отмеченной выше задачи физики высокотемпературной сверхпроводимости .
Целью работы является развитие магнитооптической методики высокого разрешения для визуализации картины магнитного потока на поверхности и вокруг ВТСП, а также проведение экспериментальных и теоретических исследований магнитных параметров ВТСП материалов е широком интервале температур и магнитных полей.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: - предложена магнитооптическая методика высокого разрешения.
основанной на визуализации магнитных неоднородностей на поверхностных слоях НІСП с помошью неинерцшнный индикаторной пленки из висмутсодержащего феррограната, позволяющая в широком интервале температур и магнитных полей визуализировать процессы проникновения, захвата и выхода магнитного потока из образца ВТСП;
с помошью разработанной методики определены температура сверхпроводящего перехода (Тс), температурная зависимость нижнего критического поля Нс1(Т), направления и локальные плотности захваченных магнитных потоков, величина критической плотности тока 3С(Т). объемная сила пининга PV(T);
получены количественные топограммы распределения плотности магнитного потока в объеме сверхпроводника, позволившие выявить микронеоднородности сверхпроводящих свойств ВТСП, связанное с плоскостями двойникования, дефектами кристаллической решетки и неоднородностями химического состава образца;
выявлено, что использование низкочастотного переменного магнитного поля позволяет существенно повысить чувствительность магнитооптического метода при исследовании локальных диамагнитных свойств СП фазы;
впервые установлено, что ди<фузионное проникновение серебра из защитных покрытий в структуру ВТСП приводит к ослаблению межзеренных связей, которое сопровождается понижением критических параметров ВТСП пленок.
разработаны и впервые предложены и применены новые теоретические методы определения критических магнитных полей в ВТСП на основе новой микроскопической теории сверхпроводимости и в рамках этих подходов даны адекватные объяснения полученным экспериментальным данным.
Практическое значение. Полученные в работе научные результаты можноиспользовать при построении теоретических моделей, описывающих магнитные свойства ВТСП. Магнитооптический метод визуализации магнитного потока может быть с успехом использован для неразру-шающего экспресс-анализа физических свойств ВТСП материалов. 'Основные положения, выносимые на защиту : 1. Развитый магнитооптический метод высокого разрешения, основанный на визуализации магнитных неоднородностей на поверхностью слоях ВТСП с помощью неинерционной индикаторной пленки из
зисмутсодержащего феррограката, позволяющий визуализировать струк-гуру магнитного потока в ВТСП в широком диапазоне температур и маг-іитньїх полей.
2. Результаты экспериментальных исследований процесса про
никновения, захвата и выталкивания магнитного потока из образца
ЗТСП, а также подробные количественные топограммы распреде-
іения плотности захваченного магнитного потока на поверхности оо-
>азца и в его окрестности.
-
Определение основных СП параметров ВТСП и их неоднородностей ; объеме сверхпроводника.
-
Результаты исследования локальных диамагнитных свойств ВТСП : использованием низкочастотного магнитного поля.
5. Влияние диффузионного проникновения примеси сереора из іапіитньк покрытий в структуру ЗТСП на ослабление межзеренных связьй і снижением значений критических СП параметров ВТСП пленок, їгсчетное определение критических параметров предложенным в работ.: [етодам.
Апробация работы . Основные результаты диссертационной аботы докладывались на V" Всесоюзной конференции "Физика и химия ысокотемпературной сверхпроводимости (теоретические проблемы)" г.Харьков, 1989 г.), XX-й научно-теоретической конференции освященной 100-летию Кодирий (Джизак, 1992 г.), Республиканской онференции по физике твердого тела (Гулистан, 1994 г.), а также а семинарах кафедры общей физики ФерГУ и ДжГПИ имени А.Кадыри и а Объединенном научном семинаре Отдела теплофизики Академии наук еспублики Узбекистан.
Публикации . Основные результаты диссертации изложены в v. ечатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из ведения, четырех глав, заключения и содержит 121 страницы ашинописного текста. 22 рисунка, 2 таблицы, а также список итературы из 104 наименований.