Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями
Напряженные YBCO пленки YBa₂Cu₃O₇-δ с толщиной большей критической выращены на подложках LaAlO₃ (100) методом лазерной абляции. Напряжения замораживались в пленках быстрым охлаждением после напыления. Эти пленки имеют необычную температурную зависимость плотности критического тока: характерный м...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН Україн
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120012 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями / К.Н. Югай, А.Б. Муравьев, Г.М. Серопян, К.Б. Коноваленко // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 1. — С. 75-82. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120012 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Югай, К.Н. Муравьев, А.Б. Серопян, Г.М. Коноваленко, К.Б. 2017-06-10T17:59:42Z 2017-06-10T17:59:42Z 2006 Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями / К.Н. Югай, А.Б. Муравьев, Г.М. Серопян, К.Б. Коноваленко // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 1. — С. 75-82. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. PACS: 74.72.Bk, 74.76.Bz, 74.62.Fj, 74.60.Jg 0132-6414 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120012 Напряженные YBCO пленки YBa₂Cu₃O₇-δ с толщиной большей критической выращены на подложках LaAlO₃ (100) методом лазерной абляции. Напряжения замораживались в пленках быстрым охлаждением после напыления. Эти пленки имеют необычную температурную зависимость плотности критического тока: характерный минимум наблюдается в интервале температур 55–57 К. Критическая плотность тока уменьшается от 10⁶ A/cм² при 77 К до 10⁴ A/cм² и ниже. Пленки стабильны к термоциклированию от 300 К до температуры кипения жидкого азота. Исследование с помощью сканирующего туннельного микроскопа позволило сделать вывод о макроскопическом структурировании пленок с образованием доменов напряжений. Размеры доменов уменьшаются при увеличении степени напряженности пленок и составляют в среднем от 1 до 2,4 мкм. Проникновение магнитного поля в пленки с замороженными напряжениями отличается от проникновения в монокристаллические и гранулярные пленки, что также позволяет говорить о макроскопическом структурировании в напряженных пленках. Напружені YBCO плівки YBa₂Cu₃O₇-δ з товщиною більшої критичної вирощені на підкладках LaAl₃ (100) методом лазерної абляції. Напруження заморожувалися в плівках швидким охолодженням після напилювання. Ці плівки мають незвичайну температурну залежність густини критичного струму: характерний мінімум спостерігається в інтервалі температур 55–57 К. Критична густина струму зменшується від 10⁶ A/cм² при 77 К до 10⁴ A/cм² і нижче. Плівки стабільні до термоцикліровання від 300 К до температури кипіння рідкого азоту. Дослідження за допомогою сканируючого тунельного мікроскопа дозволило зробити висновок про макроскопічне структуровання плівок з утворенням доменів напружень. Розміри доменів зменшуються при збільшенні ступені напруження плівок і складають у середньому від 1 до 2,4 мкм. Проникнення магнітного поля в плівки з замороженими напруженнями відрізняється від проникнення в монокристалічні і гранулярні плівки, що також дозволяє казати про макроскопічне структурoвання в напружених плівках. Strained HTS YBa₂Cu₃O₇–δ films of thickness more than the critical one were deposited on LaAlO₃ substrates (100) by the laser ablation method. Strains were frozen in the films by rapid cooling just after the laser deposition. These films, which we call the «frozen-strain films», have a very surprising temperature dependence of critical current density: it has a characteristic minimum in the temperature range of 55–57 K. The critical current density at 77 K is suppressed from 10⁶ A/cm² down to 10⁴ A/cm² at 77 K and below, but these films are very stable at thermocycling from 300 Ê to the nitrogen boiling temperature. The scanning tunnel microscope study suggests that strained domains are formed in these films. The domain sizes reduce with increasing strains and average between 1 and 2.4 m. Magnetic field penetration into the frozen-strain films differs from mono and granular films. This also suggests the macroscopic structurisation of the «frozen-strain films». ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН Україн Физика низких температур Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями Thin HTS film of a YBCO with the frozen strains Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями |
| spellingShingle |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями Югай, К.Н. Муравьев, А.Б. Серопян, Г.М. Коноваленко, К.Б. Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| title_short |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями |
| title_full |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями |
| title_fullStr |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями |
| title_full_unstemmed |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями |
| title_sort |
тонкие втсп пленки ybco с замороженными напряжениями |
| author |
Югай, К.Н. Муравьев, А.Б. Серопян, Г.М. Коноваленко, К.Б. |
| author_facet |
Югай, К.Н. Муравьев, А.Б. Серопян, Г.М. Коноваленко, К.Б. |
| topic |
Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| topic_facet |
Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН Україн |
| format |
Article |
| title_alt |
Thin HTS film of a YBCO with the frozen strains |
| description |
Напряженные YBCO пленки YBa₂Cu₃O₇-δ с толщиной большей критической выращены на
подложках LaAlO₃ (100) методом лазерной абляции. Напряжения замораживались в пленках
быстрым охлаждением после напыления. Эти пленки имеют необычную температурную зависимость плотности критического тока: характерный минимум наблюдается в интервале температур 55–57 К. Критическая плотность тока уменьшается от 10⁶ A/cм² при 77 К до 10⁴ A/cм² и
ниже. Пленки стабильны к термоциклированию от 300 К до температуры кипения жидкого азота. Исследование с помощью сканирующего туннельного микроскопа позволило сделать вывод
о макроскопическом структурировании пленок с образованием доменов напряжений. Размеры
доменов уменьшаются при увеличении степени напряженности пленок и составляют в среднем
от 1 до 2,4 мкм. Проникновение магнитного поля в пленки с замороженными напряжениями отличается от проникновения в монокристаллические и гранулярные пленки, что также позволяет говорить о макроскопическом структурировании в напряженных пленках.
Напружені YBCO плівки YBa₂Cu₃O₇-δ з товщиною більшої критичної вирощені на підкладках LaAl₃ (100) методом лазерної абляції. Напруження заморожувалися в плівках швидким охолодженням після напилювання. Ці плівки мають незвичайну температурну залежність густини
критичного струму: характерний мінімум спостерігається в інтервалі температур 55–57 К. Критична густина струму зменшується від 10⁶ A/cм² при 77 К до 10⁴ A/cм² і нижче. Плівки
стабільні до термоцикліровання від 300 К до температури кипіння рідкого азоту. Дослідження
за допомогою сканируючого тунельного мікроскопа дозволило зробити висновок про макроскопічне структуровання плівок з утворенням доменів напружень. Розміри доменів зменшуються при збільшенні ступені напруження плівок і складають у середньому від 1 до 2,4 мкм.
Проникнення магнітного поля в плівки з замороженими напруженнями відрізняється від проникнення в монокристалічні і гранулярні плівки, що також дозволяє казати про макроскопічне
структурoвання в напружених плівках.
Strained HTS YBa₂Cu₃O₇–δ films of thickness
more than the critical one were deposited
on LaAlO₃ substrates (100) by the laser ablation
method. Strains were frozen in the films by
rapid cooling just after the laser deposition.
These films, which we call the «frozen-strain
films», have a very surprising temperature dependence
of critical current density: it has a characteristic
minimum in the temperature range of
55–57 K. The critical current density at 77 K is
suppressed from 10⁶ A/cm² down to 10⁴ A/cm²
at 77 K and below, but these films are very stable
at thermocycling from 300 Ê to the nitrogen
boiling temperature. The scanning tunnel microscope
study suggests that strained domains are
formed in these films. The domain sizes reduce
with increasing strains and average between 1
and 2.4 m. Magnetic field penetration into the
frozen-strain films differs from mono and granular
films. This also suggests the macroscopic
structurisation of the «frozen-strain films».
|
| isbn |
PACS: 74.72.Bk, 74.76.Bz, 74.62.Fj, 74.60.Jg |
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120012 |
| citation_txt |
Тонкие ВТСП пленки YBCO с замороженными напряжениями / К.Н. Югай, А.Б. Муравьев, Г.М. Серопян, К.Б. Коноваленко // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 1. — С. 75-82. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ûgaikn tonkievtspplenkiybcoszamorožennyminaprâženiâmi AT muravʹevab tonkievtspplenkiybcoszamorožennyminaprâženiâmi AT seropângm tonkievtspplenkiybcoszamorožennyminaprâženiâmi AT konovalenkokb tonkievtspplenkiybcoszamorožennyminaprâženiâmi AT ûgaikn thinhtsfilmofaybcowiththefrozenstrains AT muravʹevab thinhtsfilmofaybcowiththefrozenstrains AT seropângm thinhtsfilmofaybcowiththefrozenstrains AT konovalenkokb thinhtsfilmofaybcowiththefrozenstrains |
| first_indexed |
2025-11-25T06:41:24Z |
| last_indexed |
2025-11-25T06:41:24Z |
| _version_ |
1850509656577802240 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1, ñ. 75–82
Òîíêèå ÂÒÑÏ ïëåíêè YBCO ñ çàìîðîæåííûìè
íàïðÿæåíèÿìè
Ê.Í. Þãàé, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî
Îìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èì. Ô.Ì. Äîñòîåâñêîãî
ïð. Ìèðà, 55à, ã. Îìñê, 644050, Ðîññèÿ
E-mail: yugay_klimenty@mail.ru
Young Huh
Êorea Electrotechnology Reseach Institute, Ansan 426-901, South Êorea
E-mail: yhuh@keri.re.êr
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 24 ìàÿ 2005 ã.
Íàïðÿæåííûå YBCO ïëåíêè YBa2Cu3O7-� ñ òîëùèíîé áîëüøåé êðèòè÷åñêîé âûðàùåíû íà
ïîäëîæêàõ LaAlO3 (100) ìåòîäîì ëàçåðíîé àáëÿöèè. Íàïðÿæåíèÿ çàìîðàæèâàëèñü â ïëåíêàõ
áûñòðûì îõëàæäåíèåì ïîñëå íàïûëåíèÿ. Ýòè ïëåíêè èìåþò íåîáû÷íóþ òåìïåðàòóðíóþ çàâèñè-
ìîñòü ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà: õàðàêòåðíûé ìèíèìóì íàáëþäàåòñÿ â èíòåðâàëå òåìïåðà-
òóð 55–57 Ê. Êðèòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü òîêà óìåíüøàåòñÿ îò 106 A/cì2 ïðè 77 Ê äî 104 A/cì2 è
íèæå. Ïëåíêè ñòàáèëüíû ê òåðìîöèêëèðîâàíèþ îò 300 Ê äî òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ æèäêîãî àçî-
òà. Èññëåäîâàíèå ñ ïîìîùüþ ñêàíèðóþùåãî òóííåëüíîãî ìèêðîñêîïà ïîçâîëèëî ñäåëàòü âûâîä
î ìàêðîñêîïè÷åñêîì ñòðóêòóðèðîâàíèè ïëåíîê ñ îáðàçîâàíèåì äîìåíîâ íàïðÿæåíèé. Ðàçìåðû
äîìåíîâ óìåíüøàþòñÿ ïðè óâåëè÷åíèè ñòåïåíè íàïðÿæåííîñòè ïëåíîê è ñîñòàâëÿþò â ñðåäíåì
îò 1 äî 2,4 ìêì. Ïðîíèêíîâåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ïëåíêè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè îò-
ëè÷àåòñÿ îò ïðîíèêíîâåíèÿ â ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèå è ãðàíóëÿðíûå ïëåíêè, ÷òî òàêæå ïîçâîëÿ-
åò ãîâîðèòü î ìàêðîñêîïè÷åñêîì ñòðóêòóðèðîâàíèè â íàïðÿæåííûõ ïëåíêàõ.
Íàïðóæåí³ YBCO ïë³âêè YBa2Cu3O7-� ç òîâùèíîþ á³ëüøî¿ êðèòè÷íî¿ âèðîùåí³ íà ï³äêëàä-
êàõ LaAl3 (100) ìåòîäîì ëàçåðíî¿ àáëÿö³¿. Íàïðóæåííÿ çàìîðîæóâàëèñÿ â ïë³âêàõ øâèäêèì îõî-
ëîäæåííÿì ï³ñëÿ íàïèëþâàííÿ. Ö³ ïë³âêè ìàþòü íåçâè÷àéíó òåìïåðàòóðíó çàëåæí³ñòü ãóñòèíè
êðèòè÷íîãî ñòðóìó: õàðàêòåðíèé ì³í³ìóì ñïîñòåð³ãàºòüñÿ â ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð 55–57 Ê. Êðè-
òè÷íà ãóñòèíà ñòðóìó çìåíøóºòüñÿ â³ä 106 A/cì2 ïðè 77 Ê äî 104 A/cì2 ³ íèæ÷å. Ïë³âêè
ñòàá³ëüí³ äî òåðìîöèêë³ðîâàííÿ â³ä 300 Ê äî òåìïåðàòóðè êèï³ííÿ ð³äêîãî àçîòó. Äîñë³äæåííÿ
çà äîïîìîãîþ ñêàíèðóþ÷îãî òóíåëüíîãî ì³êðîñêîïà äîçâîëèëî çðîáèòè âèñíîâîê ïðî ìàêðî-
ñêîï³÷íå ñòðóêòóðîâàííÿ ïë³âîê ç óòâîðåííÿì äîìåí³â íàïðóæåíü. Ðîçì³ðè äîìåí³â çìåíøó-
þòüñÿ ïðè çá³ëüøåíí³ ñòóïåí³ íàïðóæåííÿ ïë³âîê ³ ñêëàäàþòü ó ñåðåäíüîìó â³ä 1 äî 2,4 ìêì.
Ïðîíèêíåííÿ ìàãí³òíîãî ïîëÿ â ïë³âêè ç çàìîðîæåíèìè íàïðóæåííÿìè â³äð³çíÿºòüñÿ â³ä ïðî-
íèêíåííÿ â ìîíîêðèñòàë³÷í³ ³ ãðàíóëÿðí³ ïë³âêè, ùî òàêîæ äîçâîëÿº êàçàòè ïðî ìàêðîñêîï³÷íå
ñòðóêòóðoâàííÿ â íàïðóæåíèõ ïë³âêàõ.
PACS: 74.72.Bk, 74.76.Bz, 74.62.Fj, 74.60.Jg
Êëþ÷åâûå ñëîâà: âûñîêîòåìïåðàòóðíûé ñâåðõïðîâîäíèê YBCO, ëàçåðíàÿ àáëÿöèÿ, çàêàëêà,
ñâåðõïðîâîäÿùàÿ ïëåíêà, íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå, äîìåí íàïðÿæåíèÿ, òóííåëüíûé òîê
1. Ââåäåíèå
Íàïðÿæåííûå ñîñòîÿíèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ
ñâåðõïðîâîäÿùèõ ïëåíîê âûçûâàþò áîëüøîé èíòå-
ðåñ, ïîñêîëüêó íàïðÿæåíèÿ â íèõ ñóùåñòâåííî
èçìåíÿþò ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà [1–8]. Ðå÷ü â îñíîâ-
íîì èäåò î íàïðÿæåíèÿõ, âîçíèêàþùèõ â ïëåíêàõ
èç-çà íåñîîòâåòñòâèÿ êðèñòàëëè÷åñêèõ ñòðóêòóð
ñâåðõïðîâîäÿùåé ïëåíêè è ïîäëîæêè, íà êîòîðîé
òåì èëè èíûì ìåòîäîì âûðàùèâàþò ýòó ïëåíêó.
© Ê.Í. Þãàé, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî, Young Huh, 2006
ßñíî, ÷òî íàïðÿæåíèÿ îñîáåííî âàæíû äëÿ òîíêèõ
ïëåíîê. Â ðàáîòå [1] ïîêàçàíî, ÷òî â äâóõñëîéíîé
ñèñòåìå Nd1,83Ce0,17CuOx/YBa2Cu3O7–�/SrTiO3
ïðè âàðüèðîâàíèè îòíîñèòåëüíîé òîëùèíû
Nd1,83Ce0,17CuOx(NCCO) è YBa2Cu3O7–�(YBCO),
ò.å. ñòåïåíè íàïðÿæåíèÿ â ïëåíêàõ NCCO è YBCO,
ìîæíî äîáèòüñÿ èçìåíåíèÿ ñâåðõïðîâîäÿùèõ ïàðà-
ìåòðîâ â îáåèõ ïëåíêàõ. Êàê ïîêàçûâàþò èññëåäî-
âàíèÿ, åñëè ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè
ïîäëîæêè ìåíüøå, ÷åì ïàðàìåòðû ïëåíêè, òî âîçíè-
êàþò ñæèìàþùèå â ab-ïëîñêîñòè íàïðÿæåíèÿ,
âñëåäñòâèå êîòîðûõ êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà ïëåí-
êè ïîâûøàåòñÿ. Èìåííî òàê îáñòîèò äåëî â ïàðå
ïëåíêà La2–xSrxCuO4–ïîäëîæêà LaSrAlO4; êðèòè-
÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ 44 Ê ïðè îï-
òèìàëüíîì äîïèðîâàíèè ñòðîíöèåì x = 0,15 [2–4],
÷òî âûøå, ÷åì äëÿ òîãî æå, íî îáúåìíîãî ñâåðõïðî-
âîäíèêà. Åñëè ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè
ïîäëîæêè áîëüøå, ÷åì ó ïëåíêè, òî â ïëåíêå âîçíè-
êàþò ðàñòÿãèâàþùèå â ïëîñêîñòè ïëåíêè íàïðÿæå-
íèÿ, ïðè ýòîì êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà ïîíèæàåòñÿ
(íàïðèìåð, äëÿ ïàðû La2–xSrxCuO4–SrTiO3 [3,5]).
Îòâåò íà âîïðîñ î ïðè÷èíàõ òàêîãî ïîâåäåíèÿ
ñâåðõïðîâîäÿùåé ïëåíêè ìîæåò îêàçàòüñÿ êëþ÷å-
âûì äëÿ ïîíèìàíèÿ ïðèðîäû ñâåðõïðîâîäíèêîâ, â
÷àñòíîñòè âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ. Îäíàêî åñòü ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ñâèäåòåëüñòâóùèå è î ïðå-
âàëèðóþùåé ðîëè äîïèðîâàíèÿ êèñëîðîäîì ïî
ñðàâíåíèþ ñ ýôôåêòîì íàïðÿæåíèÿ [6], íî ìîæíî
ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñàìè íàïðÿæåíèÿ ïðèâîäÿò ê ïå-
ðåðàñïðåäåëåíèþ êèñëîðîäà â ðåøåòêå. Áåçóñëîâíî,
ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà ñóùåñòâåííî âëèÿåò íà êðè-
òè÷åñêèå ïàðàìåòðû âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ñâåðõ-
ïðîâîäíèêà, è èçìåíåíèå ñòåïåíè äîïèðîâàíèÿ
êèñëîðîäîì ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåíî ñàìûìè ðàç-
íûìè ñïîñîáàìè. Îäíàêî â óïîìÿíóòûõ âûøå ðàáî-
òàõ (êðîìå, ðàçóìååòñÿ, [6]) ðå÷ü èäåò èìåííî î
âëèÿíèè íàïðÿæåíèÿ, êîòîðîå ìîæåò ïðèâåñòè ê èç-
ìåíåíèþ äîïèðîâàíèÿ êèñëîðîäîì. Ñóùåñòâóþùèå
â íàñòîÿùåå âðåìÿ òåîðåòè÷åñêèå ìîäåëè (ñì., íà-
ïðèìåð, [7,8]) íå îïèñûâàþò âñåé ñîâîêóïíîñòè ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûõ ôàêòîâ. ßñíî, ÷òî íóæíû íîâûå
áîëåå òùàòåëüíûå ýêñïåðèìåíòû è íîâûå òåîðåòè÷å-
ñêèå ïîäõîäû äëÿ îáúÿñíåíèÿ âñåõ ôàêòîâ ýòîãî,
áåçóñëîâíî, èíòåðåñíîãî ÿâëåíèÿ.
Èçâåñòíî, ÷òî íàïðÿæåíèÿ, îáóñëîâëåííûå ðàñ-
ñîãëàñîâàíèåì ïàðàìåòðîâ ðåøåòîê ïàðû ïëåí-
êà–ïîäëîæêà, ïðè ñîîòâåòñòâóþùåì îòæèãå áóäóò
ðåëàêñèðîâàòü ñ îáðàçîâàíèåì äèñëîêàöèé (ñì., íà-
ïðèìåð, îáçîð ïî ïîëóïðîâîäíèêîâûì ïëåíêàì
[9]). Ïîëíàÿ ðåëàêñàöèÿ ïðîèñõîäèò òîãäà, êîãäà
ýíåðãèÿ ðåøåòêè, îáóñëîâëåííàÿ íàïðÿæåíèÿìè,
ïåðåéäåò â ýíåðãèþ äèñëîêàöèé. Ýòî ïðîèñõîäèò
ïðè îïðåäåëåííîé òîëùèíå ïëåíîê, íàçûâàåìîé
êðèòè÷åñêîé. Ïðè òîëùèíå ïëåíêè, áîëüøåé êðèòè-
÷åñêîé, íàïðÿæåíèÿ ïîëíîñòüþ èñ÷åçàþò. Îäíàêî,
êàê ïîêàçàëè íàøè ýêñïåðèìåíòû, íàïðÿæåííîå ñî-
ñòîÿíèå ìîæåò áûòü çàìîðîæåíî â ïëåíêàõ ñ òîëùè-
íîé, áîëüøåé êðèòè÷åñêîé, ñ ïîìîùüþ áûñòðîé çà-
êàëêè ñðàçó ïîñëå îêîí÷àíèÿ íàïûëåíèÿ ïëåíêè.
Òàêèå ïëåíêè äàëåå áóäåì íàçûâàòü «ïëåíêàìè ñ çà-
ìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè» (frozen-strain films).
Çàêàëêà çàìîðàæèâàåò òåðìè÷åñêèå äåôîðìàöèè
ðàñòÿæåíèÿ â ab-ïëîñêîñòè è â îïðåäåëåííîì ñìûñ-
ëå íàïðÿæåííîå ñîñòîÿíèå â ïëåíêå íå çàâèñèìî îò
òèïà ïîäëîæêè – ðàñòÿãèâàåò ëè îíà èëè ñæèìàåò
ïëåíêó. Íèæå ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåí-
òîâ ïî âûðàùèâàíèþ íàïðÿæåííûõ ïëåíîê YBCO
íà ïîäëîæêàõ (100) LaAlO3 (LAO) è èññëåäîâàíèÿ
íåêîòîðûõ ñâîéñòâ ïîëó÷åííûõ ïëåíîê. Íàïðÿæåí-
íûå ïëåíêè, âûðàùåííûå íàìè, îáëàäàþò èíòåðåñ-
íûìè è âàæíûìè ñâîéñòâàìè. Îáîçíà÷èì ïàðàìåò-
ðû ðåøåòêè ïëåíêè â ab-ïëîñêîñòè áåç çàêàëêè a0 è
b0, à ýòè æå ïàðàìåòðû ñ çàìîðîæåííûìè äåôîðìà-
öèÿìè — af è bf: af = a0+�a, bf = b0+�b. Êàê ïîêàçû-
âàþò èçìåðåíèÿ òóííåëüíûõ âîëüò-àìïåðíûõ õàðàê-
òåðèñòèê (ÂÀÕ) â ab-ïëîñêîñòè, �a è �b íåîäíîðîä-
íû ïî ïëîùàäè ïëåíêè: ïëåíêà ìàêðîñêîïè÷åñêè
ñòðóêòóðèðóåòñÿ ñ îáðàçîâàíèåì äîìåíîâ íàïðÿæå-
íèé, âíóòðè êîòîðûõ �a è �b, ïî-âèäèìîìó, ìàëû,
à íà ãðàíèöàõ ìåæäó äîìåíàìè íàïðÿæåíèé �a è �b
ìàêñèìàëüíû. Íåîæèäàííîé îêàçàëàñü òåìïåðàòóð-
íàÿ çàâèñèìîñòü ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ïëå-
íîê ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè: ýòà çàâèñè-
ìîñòü îáëàäàåò õàðàêòåðíûì ìèíèìóìîì â òåìïåðà-
òóðíîì èíòåðâàëå 55–57 Ê.
2. Âûðàùèâàíèå íàïðÿæåííûõ ïëåíîê
Íàïðÿæåííûå ïëåíêè YBCO âûðàùèâàëèñü íà-
ìè ìåòîäîì ëàçåðíîé àáëÿöèè [10]. Â ýêñïåðèìåí-
òàõ èñïîëüçîâàëè èìïóëüñíûé Nd: YAG ëàçåð (äëè-
íà âîëíû � = 1,06 ìêì, äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà � =
= 20 íñ, ÷àñòîòà ïîâòîðåíèÿ èìïóëüñîâ � = 12 Ãö).
Òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè âî âðåìÿ ðîñòà áûëà â ïðå-
äåëàõ 810–840°C, äàâëåíèå êèñëîðîäà â âàêóóìíîé
êàìåðå ñîñòàâëÿëî 0,1–0,6 ìáàð. Ïëîòíîñòü ìîùíî-
ñòè ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ íà ïîâåðõíîñòè ìèøåíè èç-
ìåíÿëàñü îò 3�108 Âò/cì2 äî 8�108 Âò/cì2. Èçìåðå-
íèÿ êðèòè÷åñêîãî òîêà YBCO ïëåíîê ïðîâîäèëèñü
íà ìîñòèêàõ øèðèíîé ïîðÿäêà 50 ìêì ñòàíäàðòíûì
÷åòûðåõçîíäîâûì ìåòîäîì. Çîëîòûå êîíòàêòíûå
ïëîùàäêè íà ïëåíêàõ YBCO íàïûëÿëèñü òàêæå ëà-
çåðíûì ìåòîäîì. Ïðè èçìåðåíèÿõ êðèòè÷åñêîãî
òîêà èñïîëüçîâàëñÿ êðèòåðèé «1 ìê».
Îñíîâíàÿ èäåÿ ýêñïåðèìåíòîâ çàêëþ÷àëàñü â ñëå-
äóþùåì: ïàðàìåòðû âûðàùèâàíèÿ ïëåíîê (ïëîò-
íîñòü ìîùíîñòè èìïóëüñíîãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ,
äàâëåíèå êèñëîðîäà â êàìåðå, òåìïåðàòóðà ïîäëîæ-
76 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1
Ê.Í. Þãàé, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî, Young Huh
êè â ïðîöåññå íàïûëåíèÿ) âûáèðàëè òàêèìè, ïðè
êîòîðûõ âûðàùåííàÿ ïëåíêà ïîëó÷àëàñü ìàëîäå-
ôåêòíîé, ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé ñî çíà÷åíèåì ïëîò-
íîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà íå ìåíåå 106 A/cì2. Òàêèå
ïëåíêè îêàçûâàþòñÿ óñòîé÷èâûìè ê òåðìîöèêëèðî-
âàíèþ, âûäåðæèâàþò áîëåå 300 òåðìîöèêëîâ, íå
èçìåíÿÿ ñâîèõ âûñîêèõ ñâåðõïðîâîäÿùèõ ñâîéñòâ
[11]. Ïàðàìåòðû âûðàùèâàíèÿ òàêèõ ïëåíîê
ñëåäóþùèå: ïëîòíîñòü ìîùíîñòè ëàçåðíîãî èçëó÷å-
íèÿ 6�108 Âò/cì2, òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè â ïðîöåñ-
ñå ðîñòà ïëåíêè 830 °C, äàâëåíèå êèñëîðîäà â íàïû-
ëèòåëüíîé êàìåðå 0,2 ìáàð. Âðåìÿ âûäåðæêè â ïå÷è
ïîñëå íàïûëåíèÿ ñîñòàâëÿëî 300 ñ (ïðè òîé æå òåì-
ïåðàòóðå, ÷òî è ñðàçó ïî îêîí÷àíèè íàïûëåíèÿ), à
ñêîðîñòü îõëàæäåíèÿ ïîñëå îêîí÷àíèÿ íàïûëåíèÿ
3 ãðàä/ñ. Îäíàêî, óìåíüøàÿ âðåìÿ âûäåðæêè è
óâåëè÷èâàÿ ñêîðîñòü îõëàæäåíèÿ ïðè íåèçìåííûõ
ïàðàìåòðàõ âûðàùèâàíèÿ, ìîæíî, êàê áóäåò ïîêàçà-
íî íèæå, çàìîðîçèòü ìåõàíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â
ïëåíêå.
Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ïëîòíîñòè êðè-
òè÷åñêîãî òîêà Jc ïëåíîê YBCO îò âðåìåíè âûäåðæ-
êè t ïðè ðàçíûõ ñêîðîñòÿõ îõëàæäåíèÿ. Êàê âèäíî,
ïðè îäíîé è òîé æå ñêîðîñòè îõëàæäåíèÿ óìåíüøå-
íèå âðåìåíè âûäåðæêè ðåçêî ïîíèæàåò ïëîòíîñòü
êðèòè÷åñêîãî òîêà. Èíûìè ñëîâàìè, ïðåáûâàíèå
ïëåíêè ïîñëå íàïûëåíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå åå âûðà-
ùèâàíèÿ ïðèâîäèò ê áûñòðîé ðåëàêñàöèè ìåõàíè÷å-
ñêèõ íàïðÿæåíèé, ÷òî ñèëüíî ñêàçûâàåòñÿ íà âåëè-
÷èíå ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ïëåíêè. Ìåõàíè-
÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ èñêàæàþò êðèñòàëëè÷åñêóþ ðå-
øåòêó ñâåðõïðîâîäÿùåãî ìàòåðèàëà, è ÷åì áîëüøå
ýòè íàïðÿæåíèÿ, òåì áîëüøå èñêàæàåòñÿ ðåøåòêà è
òåì ìåíüøå ïëîòíîñòü êðèòè÷åñêîãî òîêà.  îïðåäå-
ëåííîì ñìûñëå ïëîòíîñòü êðèòè÷åñêîãî òîêà ñëóæèò
ìåðîé ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé â ïëåíêå.
Èíòåðåñíûå ðåçóëüòàòû ïîëó÷åíû ïðè èññëåäî-
âàíèè çàâèñèìîñòè ñâåðõïðîâîäÿùèõ ñâîéñòâ îò
òîëùèíû ïëåíîê. Ïðè âûðàùèâàíèè òîëùèíà ïëå-
íîê âàðüèðîâàëàñü îò 20 äî 200 íì (ðèñ. 2). Ñòåïåíü
íàïðÿæåííîñòè ïëåíîê çàâèñèò îò âðåìåíè çàêàëêè,
äðóãèìè ñëîâàìè, îò âðåìåíè âûäåðæêè ïëåíîê â
ïå÷è ïîñëå íàïûëåíèÿ. Êàê âèäíî íà ðèñ. 2, êðèâûå
1 è 2 äîñòèãàþò íàñûùåíèÿ ïðè ìàêñèìàëüíî âîç-
ìîæíîì çíà÷åíèè ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà
(îêîëî 106 A/cì2), ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ìîíîêðèñòàë-
ëè÷åñêîé ïëåíêå, ñëåäîâàòåëüíî, âðåìÿ âûäåðæêè
180 ñ — äîñòàòî÷íîå âðåìÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû ìåõàíè-
÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ èñ÷åç-
ëè. Íà ýòîì ðèñóíêå òàêæå âèäíî, ÷òî êðèòè÷åñêàÿ
òîëùèíà ïðè ýòîì ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 65 íì. Ïðè
óìåíüøåíèè âðåìåíè âûäåðæêè äî 90 ñ (êðèâàÿ 3)
íàñûùåíèå äîñòèãàåòñÿ ïðè çíà÷åíèè êðèòè÷åñêîãî
òîêà, ðàâíîì 5·105 A/cì2, ò.å. íèæå ìàêñèìàëüíîãî
çíà÷åíèÿ, ÷òî ìîæåò ãîâîðèòü òîëüêî î òîì, ÷òî ìå-
õàíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â ðåøåòêå çàìîðîæåíû.
Ïðè åùå ìåíüøåì âðåìåíè âûäåðæêè (êðèâàÿ 4) â
ïëåíêå çàìîðîæåíû åùå áîëüøèå íàïðÿæåíèÿ è
ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêèõ òîêîâ ñòàíîâÿòñÿ åùå ìåíü-
øå. Òàêèì îáðàçîì, ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ïîëó-
÷åíèÿ ïëåíîê ñ òðåáóåìîé ñòåïåíüþ íàïðÿæåííîñòè
êàê ïóòåì èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè îõëàæäåíèÿ, òàê è
âàðüèðîâàíèåì òîëùèíû ïëåíêè.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ïîâåðõíîñòè ïëåíîê ñ çàìîðî-
æåííûìè íàïðÿæåíèÿìè íàìè èñïîëüçîâàí ìåòîä
ñêàíèðóþùåé òóííåëüíîé ìèêðîñêîïèè, îñíîâàí-
Ïëåíêè YBCO ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1 77
107
106
105
104
103
102
0 100 200 300
t, c
J
,A
/ñ
ì
c
2
1 2 3
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè òîêà Jc
YBCO ïëåíîê îò âðåìåíè âûäåðæêè t â ïå÷è ïðè ðàçëè÷-
íûõ ñêîðîñòÿõ îõëàæäåíèÿ v, ãðàä/ñ: 2,5 (1); 2,2 (2);
1,6 (3).
0 50 100 150
h, íì
107
106
105
104
103
102
J
,A
/ñ
ì
c
2
1 2 3
4
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè òîêà Jc îò
òîëùèíû ïëåíîê h äëÿ ðàçëè÷íîãî âðåìåíè âûäåðæêè â
ïå÷è t, ñ: 300 (1); 180 (2); 90 (3); 80 (4).
íûé íà ñíÿòèè òóííåëüíûõ ÂÀÕ ïðè ïðîòåêàíèè
òîêà ìåæäó ñêàíèðóþùåé ïëàòèíîâîé èãëîé ìèêðî-
ñêîïà è ïîâåðõíîñòüþ ïëåíêè. Ñ ýòîé öåëüþ ïðèìå-
íÿëñÿ ñêàíèðóþùèé òóííåëüíûé ìèêðîñêîï
ÑÌÌ-2000Ò (ÑÒÌ). Ðàçìåð îáëàñòè ñêàíèðîâàíèÿ
ñîñòàâëÿë 6�6 ìêì. Âîëüò-àìïåðíûå õàðàêòåðèñòè-
êè èçìåðÿëè ïîñòðî÷íî ñ øàãîì 0,3 ìêì ïî âñåé îá-
ëàñòè ñêàíèðîâàíèÿ.  ðåçóëüòàòå ïîëó÷åíû òóí-
íåëüíûå ÂÀÕ, âèä êîòîðûõ ðàçëè÷åí äëÿ ðàçíûõ
òî÷åê ïîâåðõíîñòè íàïðÿæåííûõ ïëåíîê. Áîëüøàÿ
èõ ÷àñòü èìååò îìè÷åñêèé õàðàêòåð. Îäíàêî ñðåäè
òóííåëüíûõ ÂÀÕ èìåþòñÿ òàêèå, êîòîðûå íå ÿâëÿ-
þòñÿ îìè÷åñêèìè è îáëàäàþò õàðàêòåðíûìè ìàêñè-
ìóìàìè (ðèñ. 3) [12]. Íàáëþäàåìûå íà ÂÀÕ ïèêè
âîçíèêàþò ïðè íàïðÿæåíèè îò 2 äî 5 Â, ÷òî ìåíüøå
ýíåðãèè èîíèçàöèè àòîìîâ è ïîçâîëÿåò ãîâîðèòü î
ñîîòâåòñòâèè ÂÀÕ äåôîðìàöèîííîìó ïîòåíöèàëó,
âîçíèêàþùåìó â íàïðÿæåííûõ ñîñòîÿíèÿõ. Ïðè÷åì
íàëè÷èå íåáîëüøîãî ÷èñëà ýòèõ ïèêîâ ïîçâîëÿåò ãî-
âîðèòü î ìàëîóðîâíåâîé, îòíîñèòåëüíî íåãëóáîêîé
äåôîðìàöèîííîé ïîòåíöèàëüíîé ÿìå.
Êîîðäèíàòû òî÷åê ñ òóííåëüíîé ÂÀÕ áûëè çà-
ôèêñèðîâàíû äëÿ êàæäîé îòñêàíèðîâàííîé îáëàñòè
ïîâåðõíîñòè äëÿ âñåõ èññëåäóåìûõ ïëåíîê. Íà ðèñ. 4
äëÿ ïðèìåðà ïðåäñòàâëåíî ðàñïðåäåëåíèå òî÷åê, â
êîòîðûõ ÂÀÕ èìåþò õàðàêòåðíûå ìàêñèìóìû, íà
ïîâåðõíîñòè ïëåíêè ñ Jc(T = 77 Ê) = 1,2�103 A/ñì2.
Êàê âèäíî, ýòè òî÷êè ðàçáðîñàíû ïî âñåé ïîâåðõíîñòè
è îíè ïðèíàäëåæàò, ïî-âèäèìîìó, ãðàíèöå ìåæäó îá-
ëàñòÿìè ñ íåèñêàæåííîé êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé
ïëåíêè. Ýòè îáëàñòè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé, î÷åâèäíî,
äîìåíû íàïðÿæåíèé, à òî÷êè íà ðèñ. 4 ïðèíàäëåæàò
ìåæäîìåííûì ãðàíèöàì. Ýòî ïîçâîëÿåò íàì îöåíèòü
õàðàêòåðíûé ðàçìåð äîìåíà íàïðÿæåíèÿ. Ñðåäíèé
ðàçìåð äîìåíîâ <d> ñîñòàâëÿåò äëÿ ðàçíûõ ïëåíîê
îò 1 äî 2,4 ìêì, ïðè÷åì, ÷åì ìåíüøå âåëè÷èíà ïëîò-
íîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà, ò.å. ÷åì áîëüøå ñòåïåíü
íàïðÿæåííîñòè ïëåíîê, òåì ðàçìåðû äîìåíîâ ìåíü-
øå. Íà ðèñ. 5 ïðåäñòàâëåíà çàâèñèìîñòü ñðåäíåãî
ðàçìåðà äîìåíà <d> îò Jc(77 Ê) ïëåíêè. Íà ïðèâå-
äåííîé çàâèñèìîñòè íàáëþäàåòñÿ ñêà÷îê <d> âáëè-
çè çíà÷åíèÿ Jc � 105 A/ñì2, êîòîðûé óêàçûâàåò,
î÷åâèäíî, íà êà÷åñòâåííûå ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ,
ïðîèñõîäÿùèå â ïëåíêå.
3. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè êðèòè÷åñêîãî
òîêà ïëåíîê ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè
Íàèáîëåå âïå÷àòëÿþùèì ñâîéñòâîì YBCO ïëå-
íîê ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè ÿâëÿåòñÿ çàâè-
ñèìîñòü ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ýòèõ ïëåíîê
îò òåìïåðàòóðû. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè êðèòè-
÷åñêîãî òîêà íåíàïðÿæåííûõ ïëåíîê – ìîíîêðèñòàë-
ëè÷åñêèõ è ãðàíóëÿðíûõ — ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 6.
Ýòà çàâèñèìîñòü ìîíîòîííî óìåíüøàåòñÿ ïðè óâåëè-
÷åíèè òåìïåðàòóðû. Íàïðÿæåííûå ïëåíêè îáëàäàþò
íåîáû÷íîé òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ ñ õàðàêòåð-
íûì ìèíèìóìîì â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 55–57 Ê. Íà
ðèñ. 7 ïðåäñòàâëåíà òèïè÷íàÿ òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñè-
ìîñòü ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà íàïðÿæåííûõ
ïëåíîê ïðè Jc(77 Ê) = 3,8·104 A/cì2. Ïðè óâåëè÷å-
íèè ñòåïåíè íàïðÿæåíèÿ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò óìåíü-
øåíèþ Jc, â óêàçàííîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå
ñâåðõïðîâîäèìîñòü èñ÷åçàåò (ðèñ. 8). Òàêîå íåîáû÷-
íîå ïîâåäåíèå íàïðÿæåííûõ ïëåíîê, âîçìîæíî,
îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî òðàíñïîðòíûå ñâîéñòâà ãðàíè-
öû ìåæäó äîìåíàìè íàïðÿæåíèé èçìåíÿþòñÿ ïðè
78 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1
Ê.Í. Þãàé, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî, Young Huh
50
25
1
0 2 4
U, Â
I,
í
À
Ðèñ. 3. Òóííåëüíàÿ ÂÀÕ ñ õàðàêòåðíûìè ìàêñèìóìàìè.
3
2
1
0
–1
–2
–3
–3 –2 –1 0 1 2 3
X, ìêì
Y
,ì
êì
Ðèñ. 4. Êîîðäèíàòû òî÷åê ñ òóííåëüíûìè ÂÀÕ ìåæäî-
ìåííîé ãðàíèöû.
2
1
0
<
d
>
,
ì
êì
106105104103102
J , A/ñìc
2
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòü ñðåäíåãî ðàçìåðà äîìåíà íàïðÿæå-
íèÿ <d> îò êðèòè÷åñêîé ïëîòíîñòè òîêà Jc.
èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû, ïðè÷åì ýòà çàâèñèìîñòü íå-
ëèíåéíàÿ. Èçìåíåíèå ñâîéñòâ ìåæäîìåííûõ ãðà-
íèö, áåçóñëîâíî, âûçûâàíî ñóùåñòâîâàíèåì íàïðÿ-
æåíèé â ïëåíêå. Â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 55–57 Ê
äåôîðìàöèè ìåæäîìåííîé ãðàíèöû òàêîâû, ÷òî
ïðèâîäÿò ê ìàêñèìàëüíîìó ïîäàâëåíèþ ñâåðõïðî-
âîäÿùåãî òîêà.
Íà ðèñ. 9 ïðåäñòàâëåíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñè-
ìîñòè Jc íàïðÿæåííîé ïëåíêè ïðè òåðìîöèêëèðîâà-
íèè îò 77 äî 300 Ê äëÿ ðàçíûõ ÷èñåë òåðìîöèêëîâ:
n = 0, 70, 140, íà îñíîâàíèè êîòîðûõ ìîæíî ñäåëàòü
âûâîä, ÷òî ìåõàíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ, çàìîðîæåí-
íûå â êðèñòàëëè÷åñêîé ïëåíêå, íå ðåëàêñèðóþò ïîë-
íîñòüþ ïðè òåðìîöèêëàõ è íå èñ÷åçàþò. Ýòî íåîæè-
äàííîå ïîâåäåíèå íàïðÿæåííûõ ïëåíîê òðåáóåò äëÿ
ñâîåãî àäåêâàòíîãî îáúÿñíåíèÿ ïðèâëå÷åíèÿ áîëåå
äåòàëüíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ. Íà ðèñ. 9
âèäíî, ÷òî çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà
ïðè 77 Ê ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿþòñÿ ïðè òåðìîöèê-
ëèðîâàíèè. Áîëåå äåòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè,
÷òî ïðè Ò = 77 Ê ïëîòíîñòü êðèòè÷åñêîãî òîêà íàïðÿ-
æåííûõ ïëåíîê ìàëî ìåíÿåòñÿ è ïðè n = 500, ÷òî
î÷åíü âàæíî äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ ïðèëîæåíèé.
Èçâåñòíî, ÷òî ãðàíóëÿðíûå ÂÒÑÏ ïëåíêè ïðè òåõ
æå çíà÷åíèÿõ ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà, ÷òî è
íàïðÿæåííûå, áûñòðî äåãðàäèðóþò ïðè òåðìîöèê-
ëèðîâàíèè [13].
Âîçìîæíî, ÷òî ðàçðóøåíèå ñâåðõïðîâîäèìîñòè â
óêàçàííîì âûøå òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå îáóñëîâ-
ëåíî ðàññåÿíèåì ýëåêòðîíîâ ìåæäîìåííîé ãðàíè-
Ïëåíêè YBCO ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1 79
0 20 40 60 80
Ò, Ê
106
105
104
103
107
J
,A
/ñ
ì
c
2
1
2
Ðèñ. 6. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü Jc äëÿ ìîíîêðèñòàë-
ëè÷åñêîé (1) (Jc(77 Ê) = 3,5·106 A/cì2) è ãðàíóëÿð-
íîé (2) (Jc(77 Ê) = 8·103 A/cì2) ïëåíîê.
Ò, Ê
0 20 40 60 80
106
105
104
103
102
J
,A
/ñ
ì
c
2
Ðèñ. 7. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü Jc äëÿ YBCO ïëåí-
êè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè (Jc(77 Ê) = 3,8·104
A/cì2).
Ò, Ê
0 20 40 60 80
106
105
104
103
102
J
,A
/ñ
ì
c
2
Ðèñ. 8. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü Jc äëÿ YBCO ïëåí-
êè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè (Jc(77 Ê) =
= 1,6·104 A/cì2).
Ò, Ê
0 20 40 60 80
106
105
104
103
102
J
,A
/ñ
ì
c
2
2
1
3
Ðèñ. 9. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü Jc äëÿ YBCO ïëåí-
êè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè äëÿ ðàçëè÷íûõ ÷è-
ñåë òåðìîöèêëîâ n: 0 (1); 70 (2); 140 (3).
öåé, à èìåííî, ëîêàëèçîâàííûìè òàì ýëåêòðîíàìè.
Ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ ÷èñëî ëîêàëèçîâàííûõ
ýëåêòðîíîâ ìîæåò îêàçàòüñÿ ñòîëü áîëüøèì, ÷òî
ïðèâîäèò äàæå ê ïîëíîìó ðàçðóøåíèþ ñâåðõïðîâî-
äèìîñòè (ñì. ðèñ. 8). Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ìàêñèìàëü-
íàÿ äåôîðìàöèÿ, ñîîòâåòñòâóþùàÿ ìàêñèìàëüíîé
ëîêàëèçàöèè ýëåêòðîíîâ, î÷åâèäíî, ñîîòâåòñòâóåò è
ìàêñèìàëüíîìó èçìåíåíèþ (óâåëè÷åíèþ) ñîäåðæà-
íèÿ êèñëîðîäà íà ìåæäîìåííîé ãðàíèöå. Òàêèì îáðà-
çîì, ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ðàññìàòðèâàåìûå
ïëåíêè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè — ýòî íî-
âîå, îòëè÷íîå îò èçâåñòíûõ, ñîñòîÿíèå YBCO ïëåíîê.
4. Ïðîíèêíîâåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ïëåíêè ñ
çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè
Ìåæäîìåííûå ãðàíèöû íå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé
ðàçðûâà ñïëîøíîñòè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè
ïëåíêè, à ÿâëÿþòñÿ, ïî-âèäèìîìó, ëîêàëüíûìè ìå-
õàíè÷åñêèìè äåôîðìàöèÿìè. Îá ýòîì ñâèäåòåëüñò-
âóþò çàâèñèìîñòè ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ïëå-
íîê YBCO ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè. Äëÿ
ñðàâíåíèÿ òàêàÿ æå çàâèñèìîñòü ïîëó÷åíà äëÿ ìîíî-
êðèñòàëëè÷åñêèõ è ãðàíóëÿðíûõ ïëåíîê. Ïîñòîÿí-
íîå âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå â ýêñïåðèìåíòàõ áûëî
îäíîðîäíûì è íàïðàâëåííûì ïåðïåíäèêóëÿðíî
ïëîñêîñòè ïëåíêè.
Èçâåñòíî, ÷òî âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå êðèòè-
÷åñêèé òîê ÂÒÑÏ óìåíüøàåòñÿ (ñì., íàïðèìåð,
[14–16]). Ýòî ñâîéñòâî îáóñëîâëåíî ðàññåÿíèåì
ýëåêòðîíîâ íà äæîçåôñîíîâñêèõ âèõðÿõ â ñëó÷àå
ãðàíóëÿðíîãî ÂÒÑÏ èëè àáðèêîñîâñêèõ âèõðÿõ â
ñëó÷àå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî ñâåðõïðîâîäíèêà. Îä-
íàêî çàâèñèìîñòü Jc(H), à òàêæå èíòåðïðåòàöèÿ
ýòîé çàâèñèìîñòè äîñòàòî÷íî ñëîæíûå, ðàçëè÷íûìè
àâòîðàìè ïðåäëîæåíî áîëüøîå ÷èñëî âûðàæåíèé
äëÿ îïèñàíèÿ ýòîé çàâèñèìîñòè. Íî âñå ïðåäëîæåí-
íûå çàâèñèìîñòè îòðàæàþò ôàêò óìåíüøåíèÿ ïëîò-
íîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ïðè âîçðàñòàíèè âíåøíåãî
ïîëÿ.
Íàìè ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâà-
íèÿ çàâèñèìîñòè ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà îò
âíåøíåãî ïðèëîæåííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ Jc(H) äëÿ
ðàçëè÷íûõ YBCO ïëåíîê. Îñîáûé èíòåðåñ ïðåä-
ñòàâëÿþò ýòè çàâèñèìîñòè â îáëàñòè ñëàáûõ ïîëåé.
Íà ðèñ. 10 ïðåäñòàâëåíû òèïè÷íûå çàâèñèìîñòè
ïëîòíîñòè òîêà îò ïðèëîæåííîãî ïîëÿ äëÿ òðåõ ðàç-
ëè÷íûõ ïëåíîê – ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé, íàïðÿæåí-
íîé è ãðàíóëÿðíîé. Êàê âèäíî íà ðèñóíêå, äëÿ
ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé è ïëåíêè ñ çàìîðîæåííûìè
íàïðÿæåíèÿìè ñóùåñòâóåò äèàïàçîí çíà÷åíèé âíåø-
íåãî ïîëÿ, ïðè êîòîðîì ïëîòíîñòü êðèòè÷åñêîãî
òîêà îñòàåòñÿ íåèçìåííîé. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â ýòîì
äèàïàçîíå âíåøíåå ïîëå íå ïðîíèêàåò âíóòðü ïëåí-
êè. Îòëè÷èå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé ïëåíêè è ïëåíêè
ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè ñîñòîèò â òîì, ÷òî
äëÿ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé ïëåíêè çíà÷åíèÿ âíåøíå-
ãî ïîëÿ, ïðè êîòîðîì ïîëå íà÷èíàåò ïðîíèêàòü
âíóòðü ïëåíêè, ñîñòàâëÿþò Hpm � 90–110 Ý, à äëÿ
ïëåíêè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè îíî ðàâíî
ïðèáëèçèòåëüíî Hps � 5–85 Ý. Äëÿ ãðàíóëÿðíûõ
ïëåíîê ýòî ïîëå áëèçêî ê íóëþ (Hpg � 0,05 Ý).
Òàêèì îáðàçîì, â ìàãíèòíîì ïîëå, ïðîíèêàþùåì
âíóòðü ïëåíêè, ñâîéñòâà ãðàíóëÿðíûõ ïëåíîê ñóùå-
ñòâåííî îòëè÷àþòñÿ îò ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ è ïëå-
íîê ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè. Íà ðèñ. 11
ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìîñòè ïðîíèêàþùåãî âíåøíåãî
ïîëÿ Hp îò ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ïðè 77 Ê,
ò.å. îò ñòåïåíè íàïðÿæåííîñòè äëÿ ïëåíîê ñ çàìîðî-
æåííûìè íàïðÿæåíèÿìè. Âèäíî, ÷òî ñ ðîñòîì ñòåïå-
íè íàïðÿæåííîñòè çíà÷åíèå ïîëÿ Hp óìåíüøàåòñÿ,
èíûìè ñëîâàìè, ïîëå ëåã÷å ïðîíèêàåò â ïëåíêó,
åñëè ñòåïåíü íàïðÿæåííîñòè óâåëè÷èâàåòñÿ. Ïðè
80 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1
Ê.Í. Þãàé, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî, Young Huh
1
0,8
0,4
0
1 10
Í, Ý
J
,(
7
7
K
,H
)/
Jc
(7
7
K
,0
)
c
103
102
123
Hps Hpm
Ðèñ. 10. Çàâèñèìîñòü ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà òîí-
êîé YBCO ïëåíêè îò âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ äëÿ
ðàçëè÷íûõ òèïîâ ïëåíîê: ìîíîêðèñòàëëè÷åñêàÿ ïëåíêà c
Jñ(77 Ê, 0) = 1,15�106 A/cì2 (1); íàïðÿæåííàÿ ïëåíêà c
Jñ(77 Ê, 0) = 2,05�105 A/cì2 (2); ãðàíóëÿðíàÿ ïëåíêà c
Jñ(77 Ê, 0) = 3,30�103 A/cì2 (3).
0
40
80
120
H
,Ý
p
J (77 K,0), À/ñìc
2
106105104103
Ðèñ. 11. Çàâèñèìîñòü Íp îò íà÷àëüíîãî çíà÷åíèÿ ïëîò-
íîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà Jñ(77 Ê, 0). (�) — ìîíîêðè-
ñòàëëè÷åñêàÿ ïëåíêà; (�) — ïëåíêà ñ çàìîðîæåííûìè
íàïðÿæåíèÿìè; (�) — ãðàíóëÿðíàÿ ïëåíêà.
ñëàáûõ íàïðÿæåíèÿõ (áîëüøèå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè
êðèòè÷åñêîãî òîêà) çíà÷åíèå Hp ïðèáëèæàåòñÿ ê
çíà÷åíèþ äëÿ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ ïëåíîê, à ïðè
áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ Hp (ìàëûå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè
êðèòè÷åñêîãî òîêà) – ê çíà÷åíèþ äëÿ ãðàíóëÿðíûõ
ïëåíîê.
Áëèçêèå ê íóëþ çíà÷åíèÿ Hpg äëÿ ãðàíóëÿðíûõ
ïëåíîê îáóñëîâëåíû äæîçåôñîíîâñêîé ïðèðîäîé
ñâÿçåé ìåæäó ãðàíóëàìè [14,15]. Ïîëå ïðîíèêàåò â
ìåæãðàíóëüíîå ïðîñòðàíñòâî â âèäå âèõðåé Äæî-
çåôñîíà, è âñëåäñòâèå áîëüøîãî ðàçáðîñà ïàðàìåò-
ðîâ ñëàáîé ñâÿçè ìåæäó ãðàíóëàìè áàðüåð òèïà Áè-
íà—Ëèâèíãñòîíà â öåëîì äëÿ ãðàíóëÿðíîé ïëåíêè
î÷åíü ìàë. Äëÿ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé ïëåíêè ïîëå
Hpm, ò.å. áàðüåð Áèíà—Ëèâèíãñòîíà, èìååò íàè-
áîëüøèå çíà÷åíèÿ, è ïîëå ïðîíèêàåò âíóòðü â âèäå
âèõðåé Àáðèêîñîâà. ×òî êàñàåòñÿ ïëåíîê ñ çàìîðî-
æåííûìè íàïðÿæåíèÿìè, òî ìåíüøèå çíà÷åíèÿ Hps,
î÷åâèäíî, îáóñëîâëåíû íàëè÷èåì ìåæäîìåííûõ
ãðàíèö, ò.å. ïîëå ïðîíèêàåò âíà÷àëå èìåííî â ìåæ-
äîìåííîå ïðîñòðàíñòâî. Êðîìå òîãî, ýòè ãðàíèöû
ñëóæàò öåíòðàìè ïèííèíãà. Ìîæíî ïðåäïîëîæèòü,
÷òî äëÿ ïëåíîê ñ Jc � 104 À/ñì2 ìåõàíè÷åñêèå íà-
ïðÿæåíèÿ íàñòîëüêî âåëèêè, ÷òî ïðîèñõîäèò ðàñïàä
ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû íà îòäåëüíûå áëî-
êè è âíåøíåå ïîëå ïðîíèêàåò â îáðàçåö ÷åðåç ìåæ-
áëî÷íîå ïðîñòðàíñòâî.
Òàêèì îáðàçîì, ñâîéñòâà ïëåíîê YBCO ñ çàìîðî-
æåííûìè íàïðÿæåíèÿìè îòëè÷àþòñÿ êàê îò ìîíî-
êðèñòàëëè÷åñêèõ, òàê è îò ãðàíóëÿðíûõ ïëåíîê ïðè
ïðîíèêíîâåíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ.
5. Çàêëþ÷åíèå
Èçâåñòíî, ÷òî ìåõàíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ â ÂÒÑÏ
ìàòåðèàëàõ ïðèâîäÿò ê ïåðåðàñïðåäåëåíèþ êèñëî-
ðîäà â êðèñòàëëå [1–5]. Ïðåäñòîèò åùå ïîíÿòü, â
êàêîé ñòåïåíè è êàê ïðîèñõîäèò ýòî ïåðåðàñïðåäå-
ëåíèå. Îäíàêî ïîëó÷åííûå íàìè ðåçóëüòàòû ïîçâî-
ëÿþò óòâåðæäàòü î ñóùåñòâîâàíèè íåêîòîðîãî íî-
âîãî ñîñòîÿíèÿ YBCO ïëåíîê, íàçâàííûõ íàìè
ïëåíêàìè ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè. Ýòî ñî-
ñòîÿíèå õàðàêòåðèçóåòñÿ íåîáû÷íîé òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòüþ ïëîòíîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà ñ õàðàê-
òåðíûì ìèíèìóìîì â îáëàñòè 55–57 Ê, ìàêðîñêîïè-
÷åñêèì ñòðóêòóðèðîâàíèåì ñ îáðàçîâàíèåì äîìåíîâ
íàïðÿæåíèé, ïîäàâëåíèåì êðèòè÷åñêîãî òîêà, ïðî-
íèêíîâåíèåì ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ïëåíêó, îòëè÷àþ-
ùèìñÿ îò ïðîíèêíîâåíèÿ ïîëÿ â ìîíîêðèñòàëëè÷å-
ñêèå è ãðàíóëÿðíûå ïëåíêè. Ïîäàâëåíèå ïëîòíîñòè
êðèòè÷åñêîãî òîêà â íàïðÿæåííûõ ïëåíêàõ ìîæíî
êà÷åñòâåííî îáúÿñíèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ãðàíè-
öà ìåæäó äîìåíàìè íàïðÿæåíèé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé
äåôîðìàöèþ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, â êîòîðîé
ñîäåðæàíèå êèñëîðîäà îòëè÷àåòñÿ îò åãî ñîäåðæà-
íèÿ â ñðåäíåì ïî âñåìó êðèñòàëëó. Äåôîðìàöèÿ
ðàñòÿæåíèÿ, ïðîèñõîäÿùàÿ íà ìåæäîìåííîé ãðàíè-
öå ïëåíîê ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè, ïðè-
âîäèò ê óâåëè÷åíèþ ñîäåðæàíèÿ êèñëîðîäà, òàê ÷òî
ýòà ãðàíèöà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîòåíöèàëüíóþ ÿìó
äëÿ ýëåêòðîíîâ. Õàðàêòåð òàêîé ÿìû áóäåò çàâèñåòü
îò ñòåïåíè äåôîðìàöèè ðåøåòêè. Ïîíÿòíî, ÷òî â ïî-
äîáíîé äåôîðìàöèîííîé ïîòåíöèàëüíîé ÿìå ìîãóò
ëîêàëèçîâàòüñÿ ýëåêòðîíû, î ÷åì óæå ãîâîðèëîñü
âûøå. Ïðè÷åì äîñòàòî÷íî ãëóáîêàÿ ÿìà áóäåò ñî-
äåðæàòü íå îäèí ýëåêòðîííûé óðîâåíü, ÷òî ïðèâå-
äåò ê ëîêàëèçàöèè äîñòàòî÷íî áîëüøîãî ÷èñëà ýëåê-
òðîíîâ íà ãðàíèöå ìåæäó äîìåíàìè íàïðÿæåíèé.
Ðàññåÿíèå íà ýòèõ ýëåêòðîíàõ è ïðèâåäåò ê ïîäàâëå-
íèþ íå òîëüêî ïîëíîãî òîêà, íî, â ïåðâóþ î÷åðåäü,
êîãåðåíòíîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà — ñâåðõòîêà.
Çàìåòèì, ÷òî óíèêàëüíûå ñâîéñòâà íàïðÿæåííûõ
YBCO ïëåíîê — âîçìîæíîñòü èçìåíåíèÿ ïëîòíîñòè
êðèòè÷åñêîãî òîêà â øèðîêîì èíòåðâàëå çíà÷åíèé
(103–105 À/ñì2), èõ óñòîé÷èâîñòü ê òåðìîöèêëàì
— äåëàþò èõ ïðèãîäíûìè äëÿ èçãîòîâëåíèÿ íà èõ
îñíîâå ñêâèäîâ [17].
1. À. Gupta, R. Gross, E. Olsson, A. Segmuller, G.
Koren, and C.C. Tsuei, Phys. Rev. Lett. 64, 3191
(1990).
2. H.L. Kao, J. Kwo, R.M. Fleming, M. Hong, and J.P.
Mannaerts, Appl. Phys. Lett. 59, 2748 (1991).
3. H. Sato, A. Tsukada, M. Naito, and A. Matsuda,
Phys. Rev. B61, 12447 (2000); ibid. B62, R799
(2000).
4. M. Abrecht, D. Ariosa, D. Cloetta, S. Mitrovic, M.
Onellon, X.X. Xi, G. Margaritondo, and D. Pavuna,
Phys. Rev. Lett. 91, 057002 (2003).
5. M. Salluzzo, C. Aruta, G. Ausanio, A. D’Agostino,
and U.S. di Uccio, Phys. Rev. B66, 184518 (2002).
6. I. Bozovic, G. Logvenov, I. Belca, B. Narimbetov, and
I. Sveklo, Phys. Rev. Lett. 89, 107001 (2002).
7. X.J. Chen, H.Q. Lin, and C.D. Gong, Phys. Rev.
B61, 9782 (2000).
8. I.A. Ovid’ko, A.G. Sheinerman, and N.V. Skiba, J.
Phys.: Cond. Matt. 15, 1173 (2003).
9. Þ.Á. Áîëõîâèòÿíîâ, Î.Ï. Ï÷åëÿêîâ, Ñ.È. ×èêè÷åâ,
ÓÔÍ 171, 689 (2001).
10. À.Â. Äåìèí, À.Á. Ìóðàâüåâ, À.À. Ñêóòèí, Ê.Ê.
Þãàé, Ê.Í. Þãàé, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ñ.À. Ñû÷åâ,
Âåñòíèê Îìñêîãî óíèâ. 3, 37 (1998).
11. Í. Þãàé, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, À.À. Ñêóòèí, Ê.Ê. Þãàé,
À.Á. Ìóðàâüåâ, ÆÒÔ 68, 48 (1998).
12. Ê.Í. Þãàé, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ñ.À.
Ñû÷åâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Âåñòíèê Îìñêîãî óíèâ. 3, 26
(2002).
13. K.N. Yugay, G.M. Seropyan, A.A. Skutin, K.K.
Yugay, Fiz. Nizk. Temp. 23, 384 (1997).
14. Ñ.Â. Ãàïîíîâ, Ô.Â. Ãàðèí, Â.Í. Ãîëóáåâ, Ì.À. Êà-
ëÿãèí, Å.Á. Êëþåíêîâ, Â.ß. Êîñûåâ, À.Â. Êî÷åìà-
ñîâ, Ì.Ä. Ñòðèêîâñêèé, ÆÝÒÔ 95, 1086 (1989).
Ïëåíêè YBCO ñ çàìîðîæåííûìè íàïðÿæåíèÿìè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1 81
15. À.À. Æóêîâ, Â.Â. Ìîùàëêîâ, ÑÔÕÒ 4, 850 (1991).
16. Å.Ç. Ìåéëèõîâ, ÓÔÍ 163, 27 (1993).
17. Ê.N. Yugay, A.B. Muravjev, Ê.Ê. Yugay, G.M.
Seropyan, S.A. Sychev, Ê.B. Êonovalenko, Young
Huh, D.S. Pashkevich, A.V. Stupak, and Jong-Uk
Êim, J. Superconduc. 17, 755 (2004).
Thin HTS film of a YBCO with the frozen strains
K.N. Yugay, A.B. Muravjev, G.M. Seropyan,
Ê.B. Êonovalenko, and Young Huh
Strained HTS YBa2Cu3O7–� films of thick-
ness more than the critical one were deposited
on LaAlO3 substrates (100) by the laser ablation
method. Strains were frozen in the films by
rapid cooling just after the laser deposition.
These films, which we call the «frozen-strain
films», have a very surprising temperature de-
pendence of critical current density: it has a char-
acteristic minimum in the temperature range of
55–57 K. The critical current density at 77 K is
suppressed from 106 A/cm2 down to 104 A/cm2
at 77 K and below, but these films are very sta-
ble at thermocycling from 300 Ê to the nitrogen
boiling temperature. The scanning tunnel micro-
scope study suggests that strained domains are
formed in these films. The domain sizes reduce
with increasing strains and average between 1
and 2.4 �m. Magnetic field penetration into the
frozen-strain films differs from mono and granu-
lar films. This also suggests the macroscopic
structurisation of the «frozen-strain films».
Keywords: high-temperature superconductor
YBCO, lazer ablation, superconductor film,
strained state, strained domain, tunnel current
82 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 1
Ê.Í. Þãàé, À.Á. Ìóðàâüåâ, Ã.Ì. Ñåðîïÿí, Ê.Á. Êîíîâàëåíêî, Young Huh
|