Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики
Для двухфазной Bi-керамики (2212 и 2223) изучена температурная зависимость динамического модуля сдвига G(T) при воздействии магнитного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в интервале 65…210 К. Результаты свидетельствуют о стабильных необратимых изменениях G(T) и согласуются с измерениями декремента затухания. Не...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2003 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2003
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111250 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики / Б.Г. Лазарев, Я.Д. Стародубов, М.Б. Лазарева, Л.А. Чиркина, В.С. Оковит, Г.Г. Сергеева // Вопросы атомной науки и техники. — 2003. — № 5. — С. 55-59. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-111250 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Лазарев, Б.Г. Стародубов, Я.Д. Лазарева, М.Б. Чиркина, Л.А. Оковит, В.С. Сергеева, Г.Г. 2017-01-09T10:21:37Z 2017-01-09T10:21:37Z 2003 Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики / Б.Г. Лазарев, Я.Д. Стародубов, М.Б. Лазарева, Л.А. Чиркина, В.С. Оковит, Г.Г. Сергеева // Вопросы атомной науки и техники. — 2003. — № 5. — С. 55-59. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111250 538.945 Для двухфазной Bi-керамики (2212 и 2223) изучена температурная зависимость динамического модуля сдвига G(T) при воздействии магнитного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в интервале 65…210 К. Результаты свидетельствуют о стабильных необратимых изменениях G(T) и согласуются с измерениями декремента затухания. Непосредственно после выключения магнитного поля наблюдается эффект захваченного магнитного поля, а после отогрева образцов до 380 К - эффект остаточного магнитного поля.. Показано, что наблюдаемые эффекты являются следствием неоднородности медь-кислородных плоскостей фазы Bi 2212 как в псевдощелевом, так и в сверхпроводящем состояниях. Для двохфазної Bi-кераміки (2212 та 2223) вивчено температурну залежність динамічного модулю зсуву G(T) під впливом магнітного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в межах 65…210К. Результати свідчать про стабільні безповоротні зміни G(T) та узгоджуються з вимірами декременту затухання. Безпосередньо після виключення магнітного поля спостерігається ефект захопленого магнітного поля, а після відігріву зразків до 380К - ефект остаточного магнітного поля. Показано, що спостережені ефекти являються наслідком неоднорідності мідь-кисневих площин фази Bi-2212 як в псевдощільовому, так і в надпровідному станах. For biphases Bi-ceramics (2212 and 2223) the temperature dependence of dynamic shear modulus G(T) under magnetic field 1,5Oe ≤ H ≤ 235Oe is studied in interval 65…210 K. The results evidence about stable irreversible G(T) changes and conform to the measurements of the attenuation decreament. Immediately after magnetic field switching off flux-trapping effect is observed, and after the warming of samples to 380K residual magnetic field is observed. It is shown that observed effects are results of inhomogeneity of copper-oxygen planes Bi-2212 phase both for pseudogap state and so for superconducting state. Авторы выражают благодарность М.А. Тихоновскому за сотрудничество и полезные дискуссии. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики Безповоротний вплив магнітного поля на динамічний модуль зсуву вісмутової кераміки Irreversible effect of magnetic field on dynamic shear modulus for bismuth ceramics Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики |
| spellingShingle |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики Лазарев, Б.Г. Стародубов, Я.Д. Лазарева, М.Б. Чиркина, Л.А. Оковит, В.С. Сергеева, Г.Г. Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы |
| title_short |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики |
| title_full |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики |
| title_fullStr |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики |
| title_full_unstemmed |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики |
| title_sort |
необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики |
| author |
Лазарев, Б.Г. Стародубов, Я.Д. Лазарева, М.Б. Чиркина, Л.А. Оковит, В.С. Сергеева, Г.Г. |
| author_facet |
Лазарев, Б.Г. Стародубов, Я.Д. Лазарева, М.Б. Чиркина, Л.А. Оковит, В.С. Сергеева, Г.Г. |
| topic |
Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы |
| topic_facet |
Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы |
| publishDate |
2003 |
| language |
Russian |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Безповоротний вплив магнітного поля на динамічний модуль зсуву вісмутової кераміки Irreversible effect of magnetic field on dynamic shear modulus for bismuth ceramics |
| description |
Для двухфазной Bi-керамики (2212 и 2223) изучена температурная зависимость динамического модуля сдвига G(T) при воздействии магнитного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в интервале 65…210 К. Результаты свидетельствуют о стабильных необратимых изменениях G(T) и согласуются с измерениями декремента затухания. Непосредственно после выключения магнитного поля наблюдается эффект захваченного магнитного поля, а после отогрева образцов до 380 К - эффект остаточного магнитного поля.. Показано, что наблюдаемые эффекты являются следствием неоднородности медь-кислородных плоскостей фазы Bi 2212 как в псевдощелевом, так и в сверхпроводящем состояниях.
Для двохфазної Bi-кераміки (2212 та 2223) вивчено температурну залежність динамічного модулю зсуву G(T) під впливом магнітного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в межах 65…210К. Результати свідчать про стабільні безповоротні зміни G(T) та узгоджуються з вимірами декременту затухання. Безпосередньо після виключення магнітного поля спостерігається ефект захопленого магнітного поля, а після відігріву зразків до 380К - ефект остаточного магнітного поля. Показано, що спостережені ефекти являються наслідком неоднорідності мідь-кисневих площин фази Bi-2212 як в псевдощільовому, так і в надпровідному станах.
For biphases Bi-ceramics (2212 and 2223) the temperature dependence of dynamic shear modulus G(T) under magnetic field 1,5Oe ≤ H ≤ 235Oe is studied in interval 65…210 K. The results evidence about stable irreversible G(T) changes and conform to the measurements of the attenuation decreament. Immediately after magnetic field switching off flux-trapping effect is observed, and after the warming of samples to 380K residual magnetic field is observed. It is shown that observed effects are results of inhomogeneity of copper-oxygen planes Bi-2212 phase both for pseudogap state and so for superconducting state.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111250 |
| citation_txt |
Необратимое воздействие магнитного поля на динамический модуль сдвига висмутовой керамики / Б.Г. Лазарев, Я.Д. Стародубов, М.Б. Лазарева, Л.А. Чиркина, В.С. Оковит, Г.Г. Сергеева // Вопросы атомной науки и техники. — 2003. — № 5. — С. 55-59. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT lazarevbg neobratimoevozdeistviemagnitnogopolânadinamičeskiimodulʹsdvigavismutovoikeramiki AT starodubovâd neobratimoevozdeistviemagnitnogopolânadinamičeskiimodulʹsdvigavismutovoikeramiki AT lazarevamb neobratimoevozdeistviemagnitnogopolânadinamičeskiimodulʹsdvigavismutovoikeramiki AT čirkinala neobratimoevozdeistviemagnitnogopolânadinamičeskiimodulʹsdvigavismutovoikeramiki AT okovitvs neobratimoevozdeistviemagnitnogopolânadinamičeskiimodulʹsdvigavismutovoikeramiki AT sergeevagg neobratimoevozdeistviemagnitnogopolânadinamičeskiimodulʹsdvigavismutovoikeramiki AT lazarevbg bezpovorotniivplivmagnítnogopolânadinamíčniimodulʹzsuvuvísmutovoíkeramíki AT starodubovâd bezpovorotniivplivmagnítnogopolânadinamíčniimodulʹzsuvuvísmutovoíkeramíki AT lazarevamb bezpovorotniivplivmagnítnogopolânadinamíčniimodulʹzsuvuvísmutovoíkeramíki AT čirkinala bezpovorotniivplivmagnítnogopolânadinamíčniimodulʹzsuvuvísmutovoíkeramíki AT okovitvs bezpovorotniivplivmagnítnogopolânadinamíčniimodulʹzsuvuvísmutovoíkeramíki AT sergeevagg bezpovorotniivplivmagnítnogopolânadinamíčniimodulʹzsuvuvísmutovoíkeramíki AT lazarevbg irreversibleeffectofmagneticfieldondynamicshearmodulusforbismuthceramics AT starodubovâd irreversibleeffectofmagneticfieldondynamicshearmodulusforbismuthceramics AT lazarevamb irreversibleeffectofmagneticfieldondynamicshearmodulusforbismuthceramics AT čirkinala irreversibleeffectofmagneticfieldondynamicshearmodulusforbismuthceramics AT okovitvs irreversibleeffectofmagneticfieldondynamicshearmodulusforbismuthceramics AT sergeevagg irreversibleeffectofmagneticfieldondynamicshearmodulusforbismuthceramics |
| first_indexed |
2025-11-25T22:43:04Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:43:04Z |
| _version_ |
1850569882579501056 |
| fulltext |
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ И СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
УДК 538.945
НЕОБРАТИМОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА
ДИНАМИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ СДВИГА ВИСМУТОВОЙ КЕРАМИКИ
Б.Г.Лазарев, Я.Д.Стародубов, М.Б.Лазарева, Л.А.Чиркина,
В.С.Оковит, Г.Г.Сергеева
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
Украина, 61108, г. Харьков, ул. Академическая,1, е-mail: ncs@kipt.kharkov.ua
Для двухфазной Bi-керамики (2212 и 2223) изучена температурная зависимость динамического модуля
сдвига G(T) при воздействии магнитного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в интервале 65…210 К. Результаты свиде-
тельствуют о стабильных необратимых изменениях G(T) и согласуются с измерениями декремента затуха-
ния. Непосредственно после выключения магнитного поля наблюдается эффект захваченного магнитного
поля, а после отогрева образцов до 380 К - эффект остаточного магнитного поля.. Показано, что наблюдае-
мые эффекты являются следствием неоднородности медь-кислородных плоскостей фазы Bi 2212 как в псев-
дощелевом, так и в сверхпроводящем состояниях.
ВВЕДЕНИЕ
Эффекты захваченного магнитного поля в ВТСП
впервые наблюдались при изучении магнитных
свойств [1] и продолжают вызывать большой интерес
[2]. При изучении воздействия магнитного поля на
декремент затухания δ(Т) и динамический модуль
сдвига G(T) двухфазной Bi-керамики в области тем-
ператур 60…130К в работах [3-5] был обнаружен эф-
фект захвата магнитного поля. При выключении поля
зависимости δ(Т) и G(T) не восстанавливались до ис-
ходного значения при Н=0, и наблюдаемые особенно-
сти исчезали только после отжига при 1093 К. Было
высказано предположение, что существенные изме-
нения δ(Т) и G(T) (начиная с поля 1,5 Э) означают
проникновение поля в образец, а после воздействия
поля до 235 Э и его выключения - указывают на при-
сутствие захваченного магнитного поля Нtr~1.5Э. По-
сле размагничивания образцов путём отогрева до
380 К была измерена остаточная намагниченность
Вres, равная 0,024 Гс.
Ранее ([5]) в области температур 60…130 К впер-
вые наблюдались два дефекта динамического моду-
ля сдвига (ДМС) разупрочняющего типа (при нагре-
ве). Знак и величина этих дефектов модуля свиде-
тельствовали о том, что они не могут быть обуслов-
лены сверхпроводящими переходами фаз Bi 2212 и
Bi 2223. Измерение зависимостей уровня ДМС от
температуры, магнитного поля и деформации пока-
зало, что температурная зависимость уровня ДМС
очень чувствительна к магнитной и дефектной
структурам керамики. Захваченное магнитное поле
(∼1,5 Э) повышает уровень ДМС (на 2,5% в сме-
шанном и на 1,6% в нормальном состояниях). Раз-
магничивание образца (путём отогрева до 380 К) до
уровня остаточной намагниченности уменьшает сте-
пень подъёма ДМС вдвое. Макроупругая деформа-
ция (γ=7,1·10-4) при 65 К существенно (на 5%) сни-
жает уровень ДМС. Было высказано предположе-
ние, что влияние захваченного или остаточного маг-
нитного поля на уровень ДМС определяется корре-
лированным смещением атомов и точечных дефек-
тов и установлением ближнего антиферромагнитно-
го порядка спинов атомов меди в плоскостях CuO2
фазы 2212. При воздействии деформации образуют-
ся неустойчивые низкоэнергетические структурные
образования (межузельные атомы, одиночные ва-
кансии, метастабильные фазы), которые разрушают
ближний антиферромагнитный порядок в плоско-
стях CuO2 и снижают уровень ДМС.
Перовскиты и перовскитоподобные структуры
характеризуются присутствием фазовых переходов
типа смещения, которые могут инициироваться при
малых изменениях внешних условий вследствие ло-
кальных искажений кристаллической решетки. Кро-
ме того, имеются данные о возможности развития
фазовых переходов антиферромагнитного, сегнето-
электрического типов и типа диэлектрик-металл
[6,7]. Особенно важным моментом для сверхпровод-
ников, содержащих фазу Bi-2212, может быть маг-
нитное состояние плоскостей CuO2 [8] и переход в
псевдощелевое (страйповое) состояние при T<T*,
где T*≅190 K [9], когда в плоскостях CuO2 фазы
2212 происходит расслоение на металлические и ди-
электрические полосы.
В настоящем сообщении приведены результаты
измерений температурных зависимостей динамиче-
ского модуля сдвига G(T) при воздействии магнит-
ного поля 1,5 Э ≤ Н ≤ 235 Э для двухфазной Bi-кера-
мики. Для изучения связи между фазовым расслое-
нием в CuO2 плоскостях в псевдощелевом состоянии
фазы 2212 и наблюдаемыми изменениями G(T) был
выбран интервал температур 65…210 К.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2003. №
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (13), с.55-59.
55
ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Исследовались образцы двухфазной (65 % фазы
2223 и 30% фазы 2212) Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O керамики с
Тс=104 К для фазы 2223 и 85 К для фазы 2212.
Оставшиеся 5% материала составляли несверхпро-
водящие фазы, например CaPbO4. Порошок для
прессования керамики состоял из соединений Bi2O3,
PbO, SrCO3, CaCo3, CuO. Фазовый состав порошка
определялся с помощью дифрактометра ДРОН-2 в
CoKα-излучении. Образцы размерами 2х2х24 мм
прессовали под давлением 300 МПа и путём механи-
ческой обработки доводили до цилиндрической
формы диаметром 2 мм. Отжиг полученных образ-
цов проводили на воздухе при 1093 К в течение 24 ч
с последующим охлаждением до комнатной темпе-
ратуры со скоростью 150 град/ч. Для исследований
отбирались образцы с близкими значениями Тс, ∆Тс,
одинаковым размером зёрен и идентичной тексту-
рой (у 80% зерен ось с ориентирована по направле-
нию прессования, а следовательно, плоскости CuO2
ориентированы вдоль оси образца).
ДМС изучался на установке типа обратного кру-
тильного маятника [5] в диапазоне температур 65…
210 К на частоте 0,8 Гц в режиме нагрева со скоро-
стью 0,5…0,6 град/мин.. Амплитуда деформации на
поверхности образца при измерении модуля сдвига
не превышала 1.10-5. Частоту свободных крутильных
колебаний при вычислении ДМС определяли на
базе 100…120 колебаний образца с помощью часто-
томера, погрешность определения ДМС не превы-
шала 0,1 %. Отбор образцов и обязательное трёх-
четырёхкратое термоциклирование (65… 300…65 К)
позволили получить хорошую воспроизводимость
при измерениях ДМС. При выдержке образца при
300 К (до 6 месяцев) не обнаружено нестабильности
ДМС. Выводы делались на основании сравнения ре-
зультатов измерения ДМС на пяти идентичных об-
разцах: для пяти серий кривых G(T) установлено,
что характер изменений при воздействии внешних
факторов одинаков. Поэтому в статье приведена се-
рия кривых для одного образца.
Температурная зависимость ДМС измерялась в
различных структурных состояниях образцов двух-
фазной Bi-керамики: до воздействия продольного
(относительно оси с) магнитного поля, в полях 1,5 Э
≤ Н≤ 235 Э, после выключения поля и после размаг-
ничивания образца. Включение магнитного поля
осуществлялось после охлаждения образца до 65 К.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования показали, что температурная зави-
симость динамического модуля сдвига в области
65…210К без поля и в полях 1,5; 45; 90; 150 и 235 Э,
а также при наличии захваченного магнитного поля
Нtr=1,5 Э, и остаточной намагниченности с
Вres=0,024 Гс качественно подобны. Поэтому на ри-
сунке представлена часть результатов измерений
температурных зависимостей ДМС: в исходном со-
стоянии при Н=0, в полях 1,5 и 235 Э и после вы-
ключения поля и размагничивания образца.
Анализ результатов измерения G(T) показал, что в
области от 65…75 К динамический модуль сдвига
не зависит от температуры, но его абсолютная ве-
личина растет с увеличением магнитного поля до
Н=90 Э. Дальнейшее увеличение магнитного поля
до 235 Э на величину ДМС не влияет (табл.1).
Таблица 1
Н,Э G, ГПа
0 24,79
1,5 25,12
45 25,20
90 25,30
150 25,30
235 25,30
Захваченное магнит-
ное поле Н tr =1,5Э 25,10
Остаточная намагничен-
ность. В res =0,024 Гс 25,00
60 80 100 120 140 160 180 200 220
24,2
24,4
24,6
24,8
25,0
25,2
25,4
3
2
4
1
ГП
а
G
,
T,K
Температурные зависимости динамического модуля сдвига G(T) Bi-керамики в исходном со-
стоянии (кривая 1, Н=0); в магнитном поле Н=1,5 Э (кривая 2) и Н=235 Э (кривая 3); после размагничива-
ния образца при отогреве до 380 К
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2003. №
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (13), с.55-59.
56
Таблица 2
Зависимость величины и температурного интервала 21 TTT −=∆ дефекта ДМС
)(
)()(
)( 1
21
1 TG
TGTG
TG
G −=∆
от величины магнитного поля
Н,Э Т1, К T2, K ∆G/G (Т1), %
0 155 165 0,61
1,5 150 165 0,60
45 145 160 0,65
90 190 205 0,63
150 170 195 0,62
235 170 205 0,53
Захваченное магнитное поле Н tr =1,5 Э 140 165 0,60
Остаточная намагниченность В res =0,024
Гс
175 190 0,98
Как видно из рисунка, все зависимости имеют
три дефекта ДМС разупрочняющего типа (при на-
греве): первый – при T< 80 К, второй – в области
110…130 К и третий – при 140…205 К.
Третий дефект ДМС интересен тем, что он про-
является в области температур (140…205 К), где
для соединения Bi-2212 происходит переход в
псевдощелевое состояние с фазовым расслоением в
плоскостях CuO2 [9-11]. Данные о параметрах этого
дефекта ДМС, обнаруженного в настоящей работе,
приведены в табл.2.
Из табл.2 видно, что температурный интервал
проявления дефекта модуля зависит от величины
магнитного поля: в случае 0 ≤ Н≤ 45 Э и при на-
личии захваченного магнитного поля с Нtr=1,5 Э де-
фект ДМС наблюдается в интервале 140…165 К, с
увеличением поля до 90-235 Э температура прояв-
ления этого дефекта ДМС смещается в область
170…205 К. Такое поведение согласуется с предпо-
ложением о связи этих дефектов ДМС с фазовым
расслоением: большие поля намагничивают ди-
электрические полосы и дефект ДМС проявляется
при температурах, близких к KT 190≈∗ (см.
табл.2). При этом величина дефекта ДМС с учётом
точности его определения практически не зависит
от величины магнитного поля.
Представляет интерес отдельно отметить зави-
симость G(T) в области третьего дефекта модуля
для случая остаточной намагниченности при В res =
0,024 Гс после размагничивания образца (см. рису-
нок, кривая 4). Из табл. 2 и рисунка видно, что и ве-
личина дефекта ДМС и температурный интервал
его проявления не совпадают с такими же парамет-
рами ни для слабых полей, ни для высоких: темпе-
ратурная область проявления дефекта ДМС занима-
ет среднее положение, а величина ∆G/G(T1) – выше
среднего значения дефекта ДМС для всех рассмот-
ренных в работе случаев. Эти особенности зависи-
мости G(T) в области третьего дефекта ДМС для
образца с остаточной намагниченностью могут
быть связаны с тем, что остаточные магнитные
поля являются сильно неоднородными и знакопере-
менными [2].
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Известно, что в области 70…130К наблюдается
один или два дефекта ДМС в одно- и двухфазных
висмутовых соединениях [5,10-16]. Однако одно-
значного мнения о природе аномалий температур-
ных зависимостей упругих модулей в литературе
нет. В ряде работ скачкообразное изменение скоро-
сти звука и модуля сдвига в этой области темпера-
тур связывают непосредственно с развитием сверх-
проводящего перехода [10,15]. В большинстве слу-
чаев высказываются мнения, что аномалии на тем-
пературных зависимостях упругих модулей в обла-
сти 70…130К обусловлены неустойчивостью
решётки при развитии мягкомодовых фазовых
переходов сдвигового типа с многокомпонентным
параметром порядка [10,12,14,16], или возможно-
стью локальных коррелированных ангармониче-
ских смещений атомов кислорода относительно
атомов меди на 0,2…0,3Å вдоль оси c [12], или
установлением ближнего антиферромагнитного по-
рядка в диэлектрических полосах в CuO2-плоско-
стях[5, 17].
Для фазы 2212 при исследовании поглощения
рентгеновских лучей [9] было обнаружено, что
функция распределения расстояний RCu-O между
атомами меди и кислорода в плоскости CuO2 изме-
няется при изменении температуры: при
KT 200≥ наблюдается один пик, а при пониже-
нии температуры – два пика. Эти пики свидетель-
ствуют о локальных искажениях в решетке и дают
возможность прямого измерения микродеформа-
ций ε =2 (R0 - <RCu-O>)/R0 в Cu-O парах и темпера-
туры перехода в псевдощелевое состояние (здесь
R0 равновесное расстояние). Взаимодействие таких
локальных искажений решетки с параметром по-
рядка, отличное от нуля для d-волновой симмет-
рии, приводит к появлению в плотности энергии
дополнительного слагаемого [18], которое может
привести к дефектам ДМС как в псевдощелевом
состоянии (при 140…205К для фазы Bi-2212), так и
в сверхпроводящем.
Так же, как и результаты работы [5], наблюдае-
мые изменения уровня ДМС в магнитном поле сви-
детельствуют, что: 1) наличие внешнего магнитно-
го поля или захваченного магнитного потока при-
водят к росту уровня ДМС относительно исходного
состояния; 2) размагничивание понижает уровень
ДМС, но не приводит к возврату в исходное
состояние; 3) измерения G(T) могут быть использо-
ваны для определения Нс1 ∼90 Э как минимального
поля, превышение которого при Т<75 K не изменя-
ет уровень ДМС; 4) температурный интервал T∆
наблюдения третьего дефекта ДМС зависит от
«магнитной» предыстории образца и после размаг-
ничивания смещается в область температуры
Т*перехода фазы 2212 в псевдощелевое состояние.
Одной из причин роста ДМС в слабых полях
может быть изменение формы ячейки вихревой ре-
шетки [19]. Другой причиной - увеличение степе-
ни неоднородности образца в магнитном поле при
T<Т* в результате появления в CuO2 плоскостях
фазы Bi-2212 областей с сильно неоднородными и
знакопеременными магнитными полями. Недавно
для недостаточно допированных ВТСП (как для
монокристаллов, так и для керамик) в псевдощеле-
вом и в сверхпроводящем состояниях получены
убедительные экспериментальные свидетельства
неоднородности CuO2 плоскостей [20,21]. При из-
мерениях эффекта Нернста [20] в псевдощелевом
состоянии при Тс<T<T* наблюдалось движение ви-
хревых возбуждений. В сверхпроводящем
состоянии при исследовании сканирующим тун-
нельным микроскопом локальной плотности
состояний и энергии сверхпроводящей щели [21]
было установлено, что CuO2 плоскости находятся в
существенно неоднородном состоянии с характер-
ными размерами ~ 14 Å.
В работе [22] предложена теоретическая мо-
дель, согласно которой причиной такой «генетиче-
ской» неоднородности CuO2-плоскостей являются
сильные локальные корреляции с d–волновой сим-
метрией параметра порядка, присущие двумерному
допированному диэлектрику Мотта. Показано, что
развитие таких корреляций при T<T* приводит к
вихреподобным возбуждениям со спи-ном, равным
единице, и с антиферромагнитным кором. При воз-
действии магнитного поля спины этих возбужде-
ний упорядочиваются и могут наблюдаться в эф-
фекте Нернста [20], а после выключения магнитно-
го поля взаимодействие вихреподобных возбужде-
ний с различными типами границ (например, пин-
нинг на границах между фазами 2223 и 2212 или на
границах между страйпами в CuO2 плоскостях) мо-
жет привести к сильно неоднородным и знакопере-
менным захваченным магнитным полям.
Таким образом, полученные в работе результа-
ты и проведенное выше обсуждение позволяет
предположить, что необратимое воздействие маг-
нитного поля на динамический модуль сдвига
двухфазной висмутовой керамики при T<T* вызва-
но неоднородным и знакопеременным захвачен-
ным магнитным полем, т.е. ростом степени неодно-
родности фазы 2212 в псевдощелевом и сверхпро-
водящем состояниях.
Авторы выражают благодарность М.А. Тихо-
новскому за сотрудничество и полезные дискуссии.
ЛИТЕРАТУРА
1. K.A.Muller, M.Takashige, and J. G. Bed-nordz. Flux
trapping and superconductive glass-state in La2
CuO4-y Ba // Phys.Rev.Lett. 1987, v.58, p. 1143-
1146.
2. А.А.Суханов, В.И.Омельченко. Анизо-тропия
магнитосопротивления при захвате магнитных
полей в гра-нулированных Bi-ВТСП // Физика
низких температур. 2003, т.29, с. 396-399 .
3.B.G. Lazarev, Ya.D.Starodubov, G. G. Sergeeva,
M.B.Lazareva, L.A. Chirkina, V.S.Okovit, A.
V.Chechkin, M. A. Tik-honovski, Investigation of
flux-trapping effect in Bi-based ceramics at 65-
300K // Czechoslovak Journal of Physics. 1996,
v.46, Suppl. S3, p.1667-1668.
4.Б. Г. Лазарев, Я. Д. Стародубов, Г. Г. Сергеева,
М. Б. Лазарева, Л. А. Чиркина, В.С. Оковит, А.
В. Чечкин, В. Т. Петренко, М. А. Тихоновский.
Особенности поглощения энергии низкочастот-
ных колебаний в вис-мутовой керамике в интер-
вале температур 4,2-130 К // Физика низких тем-
ператур. 1996, т.22, с. 819-824
5.Л.А.Чиркина, Г.Г.Сергеева, Я. Д. Стародубов,
М.Б.Лазарева, В.С.Оковит. Зависимость модуля
сдвига Bi керамики от внешних воздействий в
диапазоне температур 65-130К // Физика низких
температур. 2001, т.27, с. 96-102.
6. А.М. Долгин, В. Д. Нацик, С.Н. Смирнов. Влия-
ние механической нагрузки на сверхпроводящие
параметры зерен и джозефсоновских контактов
между ними в керамике YBa2Cu3O7-δ.// Физика
низких температур. 1990, т.16, с. 1326-1332 .
7.Н.В. Анушукова, А. И. Головашкин, Л.И. Ивано-
ва, О.Т. Малючков, А.П. Русаков. Фазовые пере-
ходы и механизмы сверхпроводимости в ВТСП
оксидах. // Физика низких температур. 1996,
т.22, с. 485-489.
8.B.I. Ivlev, Yu. N. Ovchinnikov, V. Z. Pokrovsky.
Vortex lattice in layer superconductors in the pres-
ence of a titled field // Europhys. Lett. 1991,v.13,
p.187-190..
9.A. Bianconi, G. Bianconi, S. Caprara et. al // J.
Phys.: Condens. Matter, 2000, v.12, p.10655-10661.
10.С. В.Лубенец, В.Д.Нацик, Л. С. Фоменко. Моду-
ли упругости и низко-температурные аномалии
акустических свойств высокотемпературных
сверхпроводников // Физика низких темпера-
тур. 1995, т.21, с. 475-497.
11.П. П.Паль-Валь, Л.Н.Паль-Валь, В. Д. Нацик,
И.Ф.Кисляк, В.И.Доценко. Упругие и релаксаци-
онные свойства ВТСП композитов BSCCO
(2223) +(0-100)% Ag в интервале 5-300К // Физи-
ка низких температур. 1996, т.22, с. 1452-1458
12.M.Saint-Paul, I.Z.Tholence, H.Noel, J.C.Zevet,
M.Potel; and P.Gongeon. Sound velocity in Ba2 Sr2
Ca Cu2O8 single crystals // Physica. 1990, v.B165-
166,p.1279-1283.
13.М.Б.Лазарева, В.С.Оковит, В.Т.Петренко,
Г.Г.Сергеева, Я.Д.Стародубов, М. А. Тихо-
новский, Л.А.Чиркина. Внутреннее трение и мо-
дуль сдвига висмутовой керамики при Т < Тс. //
Физика низких температур. 1994, т.20, с. 840-
842
14.J.Wu, Y,Wang, P.Guo, H.Shen, Y.Yan and Z.Zhao.
Elastic constans and observation of significant elas-
tic softening in superconducting Ba2Sr2CaCu2O8 sin-
gle crystals // Phys. Rev. 1993, v.B47, p. 2806-
2810.
15. G.d’Anna, W.Benoit and H.Berger, Phys.Status
Solidi, 1991, v.A125, p.589-
16.Y.N.Wang, J.Wa, H.M.Shen, J.S.Zhu, X.H.Chen,
YE.Van and Z.X.Zhao. Ultrasonic study of struc-
tural instability of monocrystalline and poli-
cristalline Bi-Sr-Ca-Cu-O // Phys.Rev. v.B41, p.
8981-8985
17.А.Л.Гайдук, В.Д.Филь, Н.Г.Бурма, В.И.Доценко,
М.Н.Сорин, Н.М.Чайковская, А.М.Гуревич,
В.Н.Еропкин, А.И.Смирнов.Экспериментальное
проявление фазового перехода в ВТСП керами-
ках вблизи 60 К. Тезисы докл. 3-го Всесоюзного
совещания по ВТСП. Харьков, 1991, т.3,с.122-
123.
18.Г.Г.Сергеева, Поглощение энергии низкочастот-
ного звука в сверхпроводниках на основе висму-
та // Физика низких температур. 1998, т.24, с.
1003-1006.
19.Д. А. Купцов. Влияние магнитной анизотропии
на вихревую фазу в магнитных сверхпроводни-
ках // СФХТ. 1991,т. 4, с.1846-1857.
20.Y.Wang, Z.A.Xu, T.Kakeshita, S.Ushida, S.Ono,
Y.Ondo. Onset of the vortex-like Nernst signal
above cT in 42 CuOSrLa xx− and 622 CuOLaSrBi yx−
// Phys.Rev. 2001, v.B 64, p. 224519.
21.Z.Wang, J.R.Engelbrecht, S.Wang,and H.Ding,
S.H.Pan, Inhomogeneous d-wave state of a doped
Mott insulator // Phys.Rev. 2002, v.B 65, p. 064509.
22.Г.Г.Сергеева, Неоднородность псевдощелевого
состояния допированного слоистого купратного
антиферромагнетика // Физика низких темпера-
тур. 2003, т. 29, №11.
БЕЗПОВОРОТНИЙ ВПЛИВ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ДИНАМІЧНИЙ
МОДУЛЬ ЗСУВУ ВІСМУТОВОЇ КЕРАМІКИ
Б.Г.Лазарєв, Я.Д.Стародубов, М.Б.Лазарєва, Л.О.Чіркіна,
В.С.Оковіт, Г.Г.Сергієва
Національній науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут»
Україна, 61108, Харків, вул. Академічна,1, E-mail: ncs@kipt.kharkov .ua
Для двохфазної Bi-кераміки (2212 та 2223) вивчено температурну залежність динамічного модулю зсуву
G(T) під впливом магнітного поля 1,5 Э ≤ H ≤ 235 Э в межах 65…210К. Результати свідчать про стабільні
безповоротні зміни G(T) та узгоджуються з вимірами декременту затухання. Безпосередньо після
виключення магнітного поля спостерігається ефект захопленого магнітного поля, а після відігріву зразків до
380К - ефект остаточного магнітного поля. Показано, що спостережені ефекти являються наслідком
неоднорідності мідь-кисневих площин фази Bi-2212 як в псевдощільовому, так і в надпровідному станах.
IRREVERSIBLE EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON DYNAMIC SHEAR
MODULUS FOR BISMUTH CERAMICS
B.G.Lazarev, Ya.D.Starodubov, M.B.Lazareva, L.A.Chirkina,
V.S.Okovit, G.G.Sergeeva
National Science Center «Kharkov institute of physics and technologies»,
Academicheskaya,1, Kharkov, Ukraine, E-mail: ncs@kipt.kharkov .ua
For biphases Bi-ceramics (2212 and 2223) the temperature dependence of dynamic shear modulus G(T) under
magnetic field 1,5Oe ≤ H ≤ 235Oe is studied in interval 65…210 K. The results evidence about stable irreversible
G(T) changes and conform to the measurements of the attenuation decreament. Immediately after magnetic field
switching off flux-trapping effect is observed, and after the warming of samples to 380K residual magnetic field is
observed. It is shown that observed effects are results of inhomogeneity of copper-oxygen planes Bi-2212 phase
both for pseudogap state and so for superconducting state.
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
ВВЕДЕНИЕ
ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Н,Э
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЛИТЕРАТУРА
Національній науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут»
|