Вихревые структуры и токовое состояние в сверхпроводниках с планарными дефектами и гетероструктурах ферромагнетик — сверхпроводник II рода
Диссертация
В работах было выведено нелокальное уравнение для описания электродинамики таких вихрей, а также рассмотрено взаимодействие абрикосовских вихрей с планарными дефектами, обладающими джозефсоновскими свойствами. При этом рассматривались планарные дефекты в изотропных сверхпроводниках. Между тем, известно, что ВТСП — материалы обладают высокой степенью анизотропии. Характерными ее проявлениями… Читать ещё >
Список литературы
- Л.Я. Винников, Л. А. Гуревич, Г. А. Емельченко, Ю. А. Осипьян, «Прямое наблюдение вихрей Абрикосова в монокристалле высокотемпературного сверхпроводника УВа2СизОх», Письма в ЖЭТФ, 47, 109- 111 (1988).
- Н. Hilgenkamp and J. Mannhart, «Grain boundaries in high Tc superconductors», Rev.Mod.Phys., 74,485 — 549 (2002).
- A. Gurevich, «Nonlocal Josephson electrodynamics and pinning in superconductors», Phys.Rev.B, 46, 3187 3190 (1992).
- D. Larbalestier, A. Gurevich, D.M. Feldmann, and A. Polyanskii, «High-Tc superconducting materials for electric power application», Nature (London), 414, 368 377 (2001).
- A. Gurevich, L.D. Cooley, «Anisotropic flux pinning in a network of planar defects», Phys.Rev.B, 50,13 563 13 576 (1994).
- R.A. Klemm, «Lower critical field of a superconductor with uniaxial anisotropy», Phys.Rev.B, 47,14 630 14 633 (1993).
- A. Sudbo, E.H. Brandt and D.A. Huse, «Multiple coexisting orientations of flux lines in superconductors with uniaxial anisotropy», Phys.Rev.Lett., 71, 1451 1454(1993).
- A.V. Balatskii, L.I. Burlachkov, and L.P.Gor'kov, «Magnetic properties of anisotropic type-II superconductors», Zh. Eksp. Teor. Fiz., 90, 1478 (1986) Sov. Phys. JETP, 63, 866 (1986)].
- V.G. Kogan, «Meissner response of anisotropic superconductors», Phys.Rev.B, 68, 104 511 1 — 104 511 -7 (2003).
- I.F. Lyuksyutov and V.L. Pokrovsky, «Magnetization controlled superconductivity in a film with magnetic dots», Phys.Rev.Lett., 81, 2344 -2347(1998).
- I.K. Marmorkos, A. Matulis, and F.M. Peeters, «Vortex structure around a magnetic dot in planar superconductors», Phys.Rev.B, 53, 2677 2685 (1996).
- J.I. Martin, M. Velez, J. Nogues and I.K. Schuller, «Flux pinning in a superconductor by an array of submicrometer magnetic dots», Phys.Rev.Lett., 79,1929- 1932(1997).
- M.J. Van Bael, M. Van Look, K. Temst, M. Lange, J. Bekaert, U. May, G. Guntherodt, V.V. Moshchalkov, and Y. Bruynseraede, «Flux pinning by regular arrays of ferromagnetic dots «, Physica C, 332, 12−19 (2000).
- M. Lange, M.J. Bael, M. Van Look, K. Temst, Y. Swerts, G. Guntherodt, V.V. Moshchalkov, and Y. Bruynseraede, «Asymmetric flux pinning in laterally nanostructured ferromagnetic/superconducting bilayers», Europhys.Lett., 53, 646 652 (2001).
- Q.H. Chen, G. Teniers, B.B. Jin, and V.V. Moshchalkov, «Pinning properties and vortex dynamics in thin superconducting films with ferromagnetic and antiferromagnetic arrays of magnetic dots», Phys.Rev.B, 73, 14 506 14 514 (2006).
- M. Lange, M.J. Van Bael, Y. Bruynseraede, and V.V. Moshchalkov, «Nanoengineered magnetic-field-induced superconductivity», Phys.Rev.Lett., 90,197 006 1 — 197 006 — 4 (2003).
- M.V. Milosevic, G.R. Berdiyorov and F.M. Peeters, «Mesoscopic field and current compensator based on a hybrid superconductor-ferromagnet structure», Phys.Rev.Lett., 95,147 004 1 — 147 004 — 4 (2005).
- S. Erdin, «Vortex penetration in magnetic superconducting heterostructures», Phys.Rev.B, 69,214 521 1 — 214 521 — 7 (2004).
- S. Erdin, A.F. Kayali, I.F. Lyuksyutov and V.L. Pokrovsky, «Interaction of mesoscopic magnetic textures with superconductors», Phys.Rev.B, 66, 14 414- 1 -14 414−7(2002).
- L.E. Helseth, «Interaction between superconducting films and magnetic nanostructures», Phys.Rev.B, 66,104 508 1 — 104 508 — 6 (2002).
- S. Erdin, «London study of vortex states in a superconducting film due to a magnetic dot», Phys.Rev.B, 72, 14 522 1 — 14 522 — 7 (2005).
- V.L. Pokrovsky and H. Wei, «Superconducting transition temperature in heterogeneous ferromagnet-superconductor systems», Phys.Rev.B, 69,104 530 1 — 104 530−9(2004).
- M.V. Milosevic, and F.M. Peeters, «Interaction between a superconducting vortex and an out-of-plane magnetized ferromagnetic disk: Influence of the magnet geometry», Phys.Rev.B, 68, 94 510 1 — 94 510 — 12 (2003).
- M.V. Milosevic M.V., and F.M. Peeters, «Vortex pinning in a superconducting film due to in-plane magnetized ferromagnets of different shapes: The London approximation», Phys.Rev.B, 69,104 522 10 — 104 522 -10 (2004).
- M.V. Milosevic M.V., S.V. Yampolskii, and F.M. Peeters, «Magnetic pinning of vortices in a superconducting film: The (anti)vortex-magneticdipole interaction energy in the London approximation», Phys.Rev.B, 66, 174 519- 1 174 519- 13 (2002).
- Y.A. Genenko, H. Rauh and S.V. Yampolskii, «The Bean-Livingston barrier at a superconductor/magnet interface», J. Phys.: Condens. Matter, 17, L93 L101 (2005).
- I.F. Lyuksyutov, V.L. Pokrovsky, «Ferromagnet-superconductor hybrids», Advances in Physics, 54, 67 136 (2005).
- M.J. Van Bael, S. Raedts, K. Temst, J. Swerts, V.V. Moshchalkov, and Y. Bruynseraede, «Magnetic domains and flux pinning properties of a nanostructured ferromagnet/superconductor bilayer», J.Appl.Phys., 92, 4531 -4537 (2002).
- A. Garsia Santiago, F. Sanchez, V. Varela, J. Tejada, «Enhanced pinning in a magnetic — superconducting bilayer», J.Appl.Phys., 77, 2900 -2902 (2000).
- M. Morelle, V.V. Moshchalkov, «Enhanced critical current through field compensation with magnetic strips», Appl.Phys.Lett., 88, 172 507 1 — 172 507 — 3 (2006).
- K.K. Лихарев, «Линейная электродинамика сверхпроводящих пленок конечной ширины», Изв. Вузов. Радиофизика, 14,909 918 (1971).
- К.К. Лихарев, «Образование смешанного состояния в плоских сверхпроводящих пленках», Изв. Вузов. Радиофизика, 14, 919 928 (1971).
- Ф.Ф. Терновский, Л. Н. Шехата, «Структура смешанного состояния вблизи границы полубесконечного сверхпроводника второго рода», ЖЭТФ, 62,2297−2311 (1972).
- М. Konczykowski, L.I. Burlachkov, Y. Yeshurin, F. Holtzberg «Evidence for surface barriers and their effect on irreversibility and lower-critical-field measurements in Y-Ba-Cu-0 crystals», Phys.Rev.B, 43, 13 707 -13710(1991).
- E. Zeldov, A.I. Larkin, V.B. Geshkenbein, M. Konczykowski, D. Majer,
- В. Khaykovich, V.M. Vinokur, and H. Strikmann, «Geometrical barriers in high-temperature superconductors», Phys.Rev.Lett., 73, 1428 1431 (1994).
- И.Л. Максимов, «Диссипативные характеристики сверхпроводящих пленок с краевым барьером», Письма в ЖТФ, 22, 56 — 61 (1996).
- J.R. Clem, R.P. Huebener, D.E. Gallus, «Gibbs free-energy barrier against irreversible magnetic flux entry into a superconductor», J. Low Temp. Phys, 12, n 5/6, 449 477 (1973).
- H. Castro, B. Dutoit, A. Jacquier, M. Baharami, and L. Rinderer, «Experimental study of the geometrical barrier in type-I superconducting strips», Phys.Rev.B, 59, 596 602 (1999).
- V. Jeudy and D. Limagne, «Onset of flux-bundle migration into superconducting niobium strips», Phys.Rev.B, 60, 9720 9725 (1999).
- F. Mrowka, M. Wurlitzer, P. Esquinazi, E. Zeldov, T. Tamegai, S. Ooi, K. Rogacki, B. Dabrowski, «Temperature dependence of the lower critical field of high Tc superconducting crystals near T», Phys.Rev.B, 60, 4370 -4377(1999).
- L. Burlachkov, «Magnetic relaxation over the Bean-Livingston surface barrier», Phys.Rev.B, 47, 8056 8064 (1993).
- N. Chikumoto, M. Konczykowski, N. Motohira, and A.P. Malozemoff, «Flux-creep crossover and relaxation over surface barriers in Bi2Sr2CaCu20g crystals» Phys.Rev.Lett., 69, 1260 1263 (1992).
- M. Benkraouda and J.R. Clem, «Critical current from surface barriers in type-II superconducting strips», Phys. Rev. B, 58, 15 103 15 107 (1998).
- Y. Paltiel, D.T. Fuchs, E. Zeldov, Y.N. Myasoedov, H. Shtrikmann, M.L. Rappaport, E.Y. Andrei, «Surface barrier dominated transport in NbSe2», Phys.Rev.B, 58, R14763 R14766 (1998).
- A.I. Buzdin, M. Daumens, «Electromagnetic pinning of vortices on different types of defects», Physica C, 294,257 269 (1998).
- D.Yu. Vodolazov, «Effect of surface defects on the first vortex entry in type-II superconductors», Phys.Rev.B, 62, 8691 8694 (2000).
- A.Yu. Aladyshkin, A.S. Melnikov, L.A. Shereshevsky, I.D. Tokman, «What is the best gate for vortex entry into type-II superconductor?», Physica C, 361, 67 72 (2001).
- C.P. Bean, «Magnetization of hard superconductors», Phys.Rev.Lett., 8, 250 253 (1962).
- C.P. Bean, «Magnetization of high field superconductors», Rev.Mod.Phys, 36, № 1,31 — 39 (1964).
- G.M. Maksimova, N.V. Zhelezina, I.L. Maksimov, «Critical current and negative magnetoresistance of superconducting film with edge barrier», Europhys. Lett., 53, 639 645 (2001).
- A.A Elistratov, D.Yu. Vodolazov, I.L. Malsimov, and J.R. Clem, «Field-dependent critical current in type-II superconducting strips: Combined effect of bulk pinning and geometrical edge barrier», Phys.Rev.B, 66,220 506 ® -1 220 506 ® — 4 (2002).
- Yu. A. Genenko, A. Usoskin, and H.C. Freyhardt, «Large predicted self-field critical current enhancements in superconducting strips using magnetic screens», Phys.Rev.Lett., 83, 3045 3048 (1999).
- Yu. A. Genenko, A. Snezhko, and H.C. Freyhardt, «Overcritical states of a superconductor strip in a magnetic environment», Phys.Rev.B, 62, 3453 -3472 (2000).
- Y.A. Genenko, «Overcritical states of a superconductor strip in all-superconducting environments», Phys.Rev.B, 66, 184 520 1 — 184 520 — 8 (2002).
- Y. Mawatari and J.R. Clem, «Magnetic-flux penetration and critical currents in superconducting strips with slits», Phys.Rev.Lett., 86, 2870 2873 (2001).
- Р.Г. Минц, A.JI. Рахманов, «Неустойчивости в сверхпроводниках», М., Наука (1984).
- А.В. Гуревич, Р. Г. Минц, A.JI. Рахманов, «Физика композитных сверхпроводников», М., Наука (1987).
- Y. Mawatari, «Critical state of periodically arranged superconducting-strip lines in perpendicular fields», Phys.Rev.B, 54, 13 215- 13 221 (1996).
- А.А. Жуков, B.B. Мощалков. Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 4, № 5, 850 (1991).
- А. Бароне, Дж. Патерно, «Эффект Джозефсона. Физика и применения», М., Мир (1984).
- Н. Xin, D. Е. Oates, S. Sridhar, G. Dresselhaus, and M. S. Dresselhaus, «Observation of individual Josephson vortices in YBa2Cu307.5 bicrystal grain-boundary junctions», Phys.Rev.B, 61, R14952 R14955 (2000).
- E.B. Sonin, «Pinning of vortices by parallel twin boundaries in superconducting single crystals», Phys.Rev.B, 48,10 487 10 497 (1993).
- J.R. Kirtley, C.C. Tsuei, K.A. Moler, V.G. Kogan, J.R. Clem, A.J. Turberfield, «Variable sample temperature scanning SQUID microscope», Appl.Phys.Lett., 74,4011 4013 (1999).
- Р.Г. Минц, «Об электродинамике эффекта Джозефсона для анизотропных сверхпроводников», ФТТ, 30, 3483 (1988).
- R.G. Mints, V.G. Kogan, «Josephson junction between anisotropic superconductors», Phys. Rev. B, 60,1394 1399 (1999).
- V.G. Kogan, «London approach to anisotropic type-II superconductors», Phys. Rev. B, 24, 1572 1575 (1981).
- L.N. Bulaevskii, «Macroscopical theory of layered superconductors», Int. J. Mod. Phys. B, 4,1849 (1990).
- W.B. Zeper, F.J.A. Greidanus, P.F. Garcia, and C.R. Fisher, «Perpendicular magnetic anisotropy and magneto optical Kerr effect of vapor — deposited Co/Pt — layered structures», J. Appl. Phys., 65, 4971 — 4975 (1989).
- I.L. Maksimov, A. Elistratov, «Edge barrier and structure of the critical state in superconducting thin films», JETP Letters, 61,208 (1995).
- A.I. Larkin and Yu.N. Ovchinnikov, «Effect of inhomogeneities on the properties of superconductors», Zh. Eksp. Teor Fiz., 61, 1221 1230 (1971) Sov. Phys. JETP, 34,651 (1972)].
- K.K. Likharev, Radiophys.Quant.Electron., 14, 714 (1971) «The linear electrodynamics of superconducting films of finite width», Izv. Vuzov Radiophys, 14, 909(1971)].
- M.V. Milosevic, and F.M. Peeters, «Superconducting Wigner vortex molecule near a magnetic disk», Phys.Rev.B, 68, 24 509 1 — 24 509 — 4 (2003).
- J. Pearl, «Current distribution in superconducting films carrying quantized fluxoids», Appl.Phys.Lett., 5, 65 66 (1964).
- V.G. Kogan, «Pearl's vortex near the film edge», Phys.Rev.B, 49, 15 874 15 878 (1994) — G.M. Maksimova, «Mixed state and critical current in narrow superconducting films», Phys.Solid.State, 40,1607 — 1610 (1998).
- I.L. Maksimov, R.M. Ainbinder, D.Yu. Vodolazov, «Anomalous peak -effect in type-II superconductors: a competition between bulk pinning and a surface barrier», Physica C, 451,127−133 (2007).
- J.R.Hull, «Applications of high-temperature superconductors in power technology», Rep. Prog. Phys., 66,1865 1886 (2003).
- M.P. Oomen, R. Nanke, and M. Leghissa, «Modelling and measurement of ac loss in BSCCO/Ag-tape windings», Supercond. Sci. Technol., 16, 339 -354 (2003).
- E.H. Brandt, M. Indenbom, «Type-II-superconductor strip with current in a perpendicular magnetic field», Phys.Rev.B, 48,12 893 12 906 (1993).
- J.R. Clem, «Theory of ac losses in type-II superconductors with a field-dependent surface barrier», J. Appl.Phys., 50 (5), 3518 3530 (1979).
- J.R. Clem, A Sanchez, «Hysteretic ac losses and susceptibility of thin superconducting disks», Phys.Rev.B, 50, 9355 9362 (1994).
- W.T. Norris, «Calculation of hysteresis losses in hard superconductors carrying ac: isolated conductors and edges of thin sheets», J. Phys. D., 3,489 -507(1970).
- E.H. Brandt, M.V. Indenbom, and A. Forkl, «Type-II superconducting strip in perpendicular magnetic field», Europhys.Lett., 22, 735 740 (1993).
- E. Zeldov, J.R. Clem, M. McElfresh, and M. Darwin, «Magnetization and transport currents in thin superconducting films», Phys.Rev.B, 49, 9802 -9822(1994).
- E.H. Brandt, «Susceptibility of superconductor disks and rings with and without flux creep», Phys.Rev.B, 55,14 513 14 526 (1997).
- P. Fabbricatore, S. Farinon, G. Gemme, R. Musenich, R. Parodi, B. Zhang, «Effects of fluxon dynamics on higher harmonics of ac susceptibility in type-II superconductors», Phys.Rev.B, 50,3189 3199 (1994).
- R.B. Flippen, «ac susceptibility measurements and the irreversibility line of high-temperature superconductors», Phys.Rev.B, 45, 12 498 12 501 (1992).
- Y.A. Genenko, «Overcritical states of a superconductor strip in all-superconducting environments», Phys.Rev.B, 66, 184 520 1 — 184 520 — 8 (2002).
- S. V. Yampolskii and Yu. A. Genenko, «Entry of magnetic flux into a magnetically shielded type-II superconductor filament», Phys.Rev.B, 71, 134 519- 1 134 519- 12(2005).
- Yu. A. Genenko, A. Snezhko, and H.C. Freyhardt, «Overcritical states of a superconductor strip in a magnetic environment», Phys.Rev.B, 62, 3453 -3472 (2000).
- Yu. A. Genenko, A. Usoskin, and H.C. Freyhardt, «Large predicted self-field critical current enhancements in superconducting strips using magnetic screens», Phys.Rev.Lett., 83,3045 3048 (1999).
- E. Pardo, A Sanchez, D. X. Chen, and C. Navau, «Theoretical analysis of the transport critical — state ac loss in arrays of superconducting rectangular strips», Phys.Rev.B, 11,134 517 — 1 — 134 517 — 12 (2005).
- E. Pardo, A Sanchez, and C. Navau, «Magnetic properties of arrays of superconducting strips in a perpendicular field», Phys.Rev.B, 67, 104 517 1 -104 517- 18(2003).
- I.L. Maksimov, D.Yu. Vodolazov, G.M. Maksimova, «Magnetization curves and ac susceptibilities in type-II superconductors: geometry-independent similarity and effect of irreversibility mechanisms», Physica C, 356, 67 82 (2001).
- J.Z. Sun, W.J. Gallagher, and R.H. Koch, «Initial-vortex-entry-related magnetic hysteresis in thin-film SQUID magnetometers», Phys.Rev.B, 50, 13 664- 13 673 (1994).
- V. Foglietti, R.H. Koch, W.J. Gallagher, B. Oh, B. Bumble, and W.J. Lee, «Noise and hysteresis in flux-locked TIBaCaCuO SQUIDs», Appl.Phys.Lett., 54, 2259 -2261 (1989).
- Sun J.Z., Gallagher WJ., and Koch R.H., «Magnetic hysteresis in thin film dc SQUID magnetometers», Appl.Phys.Lett., 61, 3190 3192 (1992).
- N.V. Zhelezina and G.M. Maksimova, «Magnetic flux penetration into a superconducting double stripline with an edge barrier», Tech.Phys.Lett., 28, 618−620(2002).
- Ali A. Babaei Brojeny, Y. Mawatari, M. Benkraouda, and J.R. Clem, «Magnetic fields and currents for two current-carrying parallel coplanar superconducting strips in a perpendicular magnetic field», Supercond.Sci.Technol., 15,1454 1466 (2002).
- К С Chung, E S Lee, В S Lee, S M Lim, S I Bhang and D Youm, «Hysteretic field dependences of critical currents at grain boundaries of various high Tc superconducting films», Supercond. Sci. Technol., 17, 11 131 120 (2004).
- E.H. Brandt, «Universality of flux creep in superconductors with arbitrary shape and current-voltage law», Phys.Rev.Lett., 76, 4030 4033 (1996).
- N. Muskhelishvili, «Singular Integral Equations», Moscow, Science (1968).
- A.P. Prudnikov, Yu.A. Brichkov, and O.I. Marichev, «Integrals and Series», Moscow, Science (1961).
- A. Weyers, H. Kliem, J. Lutzner, G. Arit, «Critical currents in high-7"c ceramics by force-induced fluxon movement», J. Appl. Phys., Д, 5089 5094 (1992).
- K.H. Muller, D.N. Matthews, R. Driver, «Critical current density of ceramic high-temperature superconductors in a low magnetic field», Physica C, 191, 339 346 (1992).
- F. Lefloch, С. Hoffman and 0. Demolliens, «Nonlinear flux flow in TiN superconducting thin film», Physica C, 319, 258 266 (1999).
- M.Yu. Kupriyanov, K.K. Likharev, «Effect of an edge barrier on the critical current of superconducting films», Sov. Phys. Solid State, 16, 1835 -1837(1975).
- D.Yu. Vodolazov, I.L. Maksimov, E.H. Brandt, «Vortex entry conditions in type-II superconductors. Effect of surface defects», Physica C, 384,211 -226(2003).
- D.Yu. Vodolazov, I.L. Maksimov, E.H. Brandt, «Modulation instability of the order parameter in thin-film superconductors with edge barrier», Europhys. Lett., 48,313 319 (1999).
- I.L. Maksimov, «Edge pinning and critical-state structure in thin superconducting films», Europhys. Lett., 32, 753 758 (1995).
- R.G. Mints, A.L. Rakhmanov, «Critical state stability in type-II superconductors and superconducting-normal-metal composites», Rev.Mod.Phys, 53, 551 592 (1981).
- B.L.T. Plourde, D.J. Van Harlingen, D.Yu. Vodolazov, R. Besseling, M.B.S. Hesselberth and P.H. Kes, «Influence of edge barriers on vortex dynamics in thin weak-pinning superconducting strips», Phys. Rev. B, 64, 14 503 1 -14 503 -6(2001).
- И.С. Градштейн, И. М. Рыжик, «Таблицы интегралов, рядов, сумм и произведений», М, Наука (1971).
- Г. Б. Двайт, «Таблицы интегралов и другие математические формулы», М, Наука (1983).
- К.К. Likharev, Radiophys.Quant.Electron, 14, 722 (1971).
- I.L. Maksimov, G.M. Maksimova, «Stability limits, structure, and relaxation of a mixed state in superconducting films with an edge barrier», JETP Letters, 65,423 429 (1997).
- R.M. Ainbinder and G.M. Maksimova, «Hysteretic characteristics of a double stripline in the critical state», Superconductor Science and Technology, 16,(2003), 871−878.
- P.M. Айнбиндер, Д. Ю. Водолазов, И.JI. Максимов, «Низкополевой пик-эффект в сверхпроводниках II рода», ЖТФ, 75, выпуск 7, 137 139 (2005).
- R.M. Ainbinder and G.M. Maksimova, «Nonlocal properties of Josephson contact between anisotropic superconductors», Phys.Rev.B, 72, 64 504 1 -64 504 — 8 (2005).
- G.M. Maksimova, R.M. Ainbinder, and I.L. Maksimov, «Vortex-antivortex configurations in a superconducting film due to a ferromagnetic strip: Edge barrier versus annihilation barrier», Phys.Rev.B, 73, 214 515 1 -214 515 — 10(2006).
- I.L. Maksimov, R.M. Ainbinder, D.Yu. Vodolazov, «Anomalous peak -effect in type-II superconductors: a competition between bulk pinning and a surface barrier», Physica C, 451, 127−133 (2007).
- R.M. Ainbinder and I.L. Maksimov, «Critical current of a magnetic-superconducting heterostructure: diode effect», Superconductor Science and Technology, 20,441−443 (2007).