Анотація до роботи:

Юзефович О.І. Ефекти сумірності вихорових ґраток надпровідних шаруватих системах – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.22 - надпровідність. Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б. І. Вєркіна НАН України, Харків, 2002 р.

У роботі виявлено явище зворотної надпровідності на надпровідних надґратках Mo/Si у паралельному магнітному полі, що є наслідком власного пінінгу на періодичній структурі й ефекту сумірності між періодом надґратки і періодом вихорових ґраток. Доведено, що на однорідних тонких плівках V при ідеальному стані границь плівки, що допускає утворення нескінченних ґраток вихорів і їхніх зображень, спостерігається ефект сумірності періоду вихорових ґраток з товщиною плівки. На надґратках V/Si з обмеженою товщиною одночасно виявляються ефекти сумірності періоду вихорових ґраток з періодом надструктури і з повною товщиною плівки. На надґратках Mo/Si з товстими прошарками кремнію уперше виявлені фазові переходи першого роду між вихоровими ґратками з різними порядками сумірності.

Запропонований резистивный метод, що спирається на ефект сумірності, дозволяє визначити різні стабільні і метастабільні стани вихорових ґраток, а також вивчити фазові переходи між вихоровими ґратками з різними порядками сумірності. Його можна застосовувати в магнітних полях будь-якої сили і для всіх типів шаруватих надпровідників. За допомогою цього методу на надґратках Mo/Si і тонких плівках V у похилих магнітних полях виявлено і вивчено “lock-in” ефект.

1. У НҐ Mo/Si виявлене явище зворотної надпровідності в паралельних і слабко похилих магнітних полях. Повернення надпровідності з резистивного стану з ростом магнітного поля може відбуватися кілька разів.

Встановлено, що явище зворотної надпровідності є наслідком власного пінінгу на періодичній структурі й ефекту сумірності між періодом НҐ і параметром вихрових ґраток у напрямку, ортогональному шарам.

2. Показано, що запропонований нами резистивний метод, який спирається на ефект сумірності, дозволяє визначити різні стабільні і метастабільні стани ВҐ, а також вивчити фазові переходи між ВҐ з різними порядками сумірності. Метод простий, ефективний, його можна застосовувати в магнітних полях будь-якої сили і для всіх типів шаруватих надпровідників.

3. Показано, що виміри немонотонних залежностей критичного струму I_c від магнітного поля H_II у тонких плівках надпровідників II роду у випадку, коли магнітне поле є паралельним поверхні плівки, дозволяють виявити сумірні вихорові ґратки з різною кількістю вихорових ланцюжків у плівці. Встановлено, що на однорідних плівках спостерігання ефекту сумірності параметра ВҐ з товщиною плівки можливе тільки при ідеальному стані границь плівки, що допускає утворення нескінченних ґраток вихорів і їхніх зображень.

4. Виявлено, що на НҐ з обмеженою товщиною одночасно виявляються ефекти сумірності параметра ВҐ з періодом надструктури і ефекти сумірності параметра ВҐ з повною товщиною плівки. Отримано правило добору для ефектів, що спостерігаються.

5. Виявлено і вивчено «lock-in» ефект на надпровідних НҐ і тонких плівках, який полягає в розходженні орієнтацій зовнішнього магнітного поля і магнітної індукції всередині зразка. В області порівняно малих кутів вихорам виявляється енергетично вигідніше залишатися паралельними поверхні зразка, ніж паралельними прикладеному магнітному полю. Вперше отримана залежність критичного кута для «lock-in» стану ВҐ від температури.

6. На НҐ з товстими прошарками напівпровідника вперше виявлені стрибки опору лавинного типу на резистивних переходах у паралельному магнітному полі, які періодичні зі зворотним магнітним полем. Для пояснення стрибків розроблена модель фазових переходів між щільно-упакованими сумірними вихоровими ґратками. Показано, що запропонована модель добре узгоджується з експериментальними даними.

Основні результати дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Fogel N.Ya., Mikhailov M.Yu., Bomze Yu.V. and Yuzephovich O.I. Intrinsic pinning, commensurability and reentrant behavior in Mo/Si superlattices // Phys.Rev.B – 1999. – Vol.59. – P.3365-3368.

2. Fogel N.Ya., Mikhailov M.Yu., Yuzephovich O.I., Bomze Yu.V. Superconductivity reentrance in strong magnetic fields in Mo/Si multilayers // Nanostructured Materials – 1999. – Vol.12. – P.409-412.

3. Юзефович О.И., Бомзе Ю.В., Михайлов М.Ю., Дмитренко И.М., Фогель Н.Я. Commensurability effect and lock-in transition on Mo/Si superconducting superlattices // ФНТ – 2000. – Т.26 – C.142-147.

4. Фогель Н.Я., Черкасова В.Г., Юзефович О.И., Михайлов М.Ю., Бухштаб Е.И., Стеценко А.Н. Соизмеримые вихревые решетки в тонких пленках V и сверхпроводящих сверхрешетках V/Si // ФНТ – 2001. – Т. 27. – C.1019-1029.

5. Yuzephovich O.I., Bomze Yu.V., Mikhailov M.Yu., Fogel N.Ya., Buchstab E.I. Mo/Si superlattices: phase transitions between the commensurate states in the vortex ensemble // Physica C – 2001. – Vol.361. – P.59–66.

Список використаних джерел:

1. White W.R., Kapitulnik A., and Beasley M.R. Model system for vortex motion in coupled two-dimensional type II superconductors // Phys. Rev. Lett. – 1991. – Vol.66. – P.2826-2829.

2. White W.R., Kapitulnik A., Beasley M.R. Anomalous temperature dependence of vortex elastic properties in the flux-flow regime in Mo77Ge23/Ge multilayered superconductor // Phys. Rev. B – 1994. – Vol.50. – P.6303-6306.

3. Fogel N.Ya., Cherkasova V.G., Koretskaya O.A., Sidorenko A.S. Thermally assisted flux flow and melting transition for Mo/Si multilayers // Phys. Rev. B – 1997. – Vol.55. – P.85-88.

4. Фогель Н.Я., Черкесова В.Г., Сипатов А.Ю., Федоренко А.И., Рыбальченко В.Н. Уширение резистивных переходов и крип потока в сверхпроводящих сверхрешетках PbTe/Pb // ФНТ – 1994. – Vol.20. – P.1142-1147.

5. Majkova E., Luby S., Jergel M., Lohneysen H.V., Strunk C., George B. Superconductivity and critical fields in amorphous W/Si multilayers // Physica Status Solidi – 1994. – Vol.A145. – P.509.

6. Koorevaar P., Kes P.H., Koshelev A.E., Aarts J. Vortex lattice transition in superconducting Nb/NbZr multilayers // Phys. Rev. Lett. – 1994. – Vol.72. – P.3250-3253.

7. Ami A.S. and Maki K. Pinning effect due to periodic variation of impurity concentration in type II superconductors // Progr. Theor. Phys. – 1975. – Vol.53. – P.1-20.

8. Ivlev B.I., Kopnin N.B., and Pokrovsky V.L. Shear instability of a vortex lattice in layered superconductors // J.Low Temp. Phys. – 1990. – Vol.80. – P.187.

9. Levitov L.S. Phyllotax of flux lattice in layered superconductors // Phys. Rev. Lett. – 1991. – Vol.66. – P.224-227.

10. Bulaevskii L. and Clem J.R. Vortex lattice of highly anisotropic layered structures in strong, parallel magnetic fields // Phys. Rev. B – 1991. – Vol.44. – P.10234-10238.

11. Sudbo A., Brandt E.H., and Huse D.A. Multiple coexisting orientations of flux lines in superconductors with uniaxial anisotropy // Phys. Rev. Lett. – 1993. – Vol.71. – P.1451-1454.

12. Daemen L.L., Campbell L.J., Simonov A.Yu. and Kogan V.G. Coexistence of two-flux-line specis in superconducting slabs // Phys. Rev. Lett. – 1993. – Vol.70. - P.2948-2951.

13. Tachiki M. and Takahashi S. Anisotropy of critical current in layered oxide superconductors // Solid State Comm. – 1989. – Vol.70. – P.291.

14. Feinberg D. and Villard C. Intrinsic pinning and lock-in transition of flux line lattice in layered type- II superconductors // Phys. Rev. Lett. – 1990. – Vol.65. – P.919-922.

15. Mansky P.A., Chaikin P.M., and Haddon R.C. Vortex lock-in state in layered superconductors // Phys. Rev. Lett. – 1993. – Vol.70. – P.1323-1326.

16. Bugoslavsky Yu.V., Zhukov A.A., Perkins G.K., and Caplin A.D. Flux-line lock-in to CuO in a La_1.9Sr_0.1CuO₄ single crystal // Phys. Rev. B – 1997. – Vol.56. – P.5610-5616.

17. Feinberg D. and Villard C. Intrinsic pinning and lock-in transition of flux line lattice in layered type- II superconductors // Phys. Rev. Lett. – 1990. – Vol.65. – P.919-922.