Особенности физических свойств
Batlogg B.J. et al., J. of Supercond., 1997, N.10, P.583.
sup.org
Особенности сверхпроводящих свойств
Важнейшие фундаментальные
характеристики ВТСП-фаз естественным образом
определяются особенностями их кристаллической
структуры, рассмотренной выше. Синтез фаз с
необходимой кристаллографической структурой и
получение Тс выше температур кипения
жидкого азота в настоящее время не представляет
собой особой проблемы в большинстве известных
случаев. Напротив, достижение высоких значений
других сверхпроводящих параметров (критического
тока Jc и его
устойчивости во внешнем магнитном поле Jc(B)) на реальных материалах
сталкивается с огромными трудностями,
вызванными целым рядом причин. Так, переход от
металлических СП к керамическим решал проблему
повышения Тс и вместе с тем создавал
проблему резкого ухудшения критических токов. С
физической точки зрения это вызвано аномально
низким значением длины когерентности оксидных
сверхпроводников по сравнению с
низкотемпературными интерметаллидными
сверхпроводниками. Если последние имеют длину
когерентности до 2 нм,то в
ВТСП длина когерентности не превышает 0.2 нм. Как
следствие, в поликристаллическом состоянии
физическая граница раздела кристаллитов в
металлических СП соизмерима с длиной
когерентности и создает эффективные центры
пиннинга магнитных вихрей, повышая критический
ток.В химических же
сверхпроводниках, напротив, транспорт
сверхпроводящего тока в существенной степени
лимитируется процессами, происходящими на
границах зерен, и поэтому к состоянию границы
между кристаллитами предъявляют самые строгие
требования. Ситуация осложняется тем, что в силу
специфической слоистой структуры практически
все ВТСП-фазы обладают очень высокой
кристаллографической анизотропией физических
свойств, что приводит к необходимости создания
определенной упорядоченной структуры (текстуры)
поликристаллического материала.
Кроме того, ВТСП являются
сверхпроводниками второго рода, то есть во
внешнем магнитном поле они могут находиться в
смешанном состоянии, когда магнитный поток
частично проникает в сверхпроводник в виде так
называемых абрикосовских вихрей. Повышение
устойчивости этой вихревой решетки, как правило,
достигается путем создания дополнительных
центров пиннинга - микрообластей,
характеризующихся различной величиной энергии
захвата и фиксации абрикосовских вихрей.
Считается,что каждый такой
центр должен представлять собой некоторое
нарушение структуры сверхпроводника, которое по
размерам сопоставимо с длиной когерентности.
Поскольку практическое использование ВТСП в
сильнотоковой технике требует не только больших
значений плотности криттока, но и их высокой
устойчивости во внешних магнитных полях, то
реализация этих параметров оказывается
принципиально невозможной без создания
эффективных центров пиннинга.
|