Крип магнитного потока в ВТСП и теория Андерсона–Кима (Обзор)

Abstract

Проанализированы результаты теоретических и экспериментальных исследований крипа потока в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). При анализе экспериментальных работ основное внимание уделено наиболее ярким результатам, оказавшим значительное влияние на исследование крипа потока в ВТСП. При анализе теоретических работ главное внимание уделено работам, в которых сделаны попытки объяснить особенности крипа потока на основе модификации теории Андерсона–Кима (АК). То есть тем теоретическим работам, которым ранее не уделено достаточного внимания. Показано, что модифицированная теория АК позволяет объяснить многие особенности крипа потока в ВТСП: масштабно-инвариантное поведение вольт-амперных характеристик ВТСП, конечную скорость крипа потока при сверхнизких температурах, логарифмическую зависимость эффективного потенциала пиннинга от транспортного тока и его уменьшение при понижении температуры. Использование в рамках данного подхода гармонического потенциального поля позволяет точно решать как задачу вязкого движения вихрей, так и задачу термически активированного крипа потока в этом поле. Кроме того, в теории АК учитывается распределение потенциалов пиннинга по энергии и взаимодействие вихрей между собой. Таким образом, модификация теории АК состоит в ее детализации и приближении к реальности.

Проаналізовано результати теоретичних та експериментальних досліджень крипа потоку у високотемпературних надпровідниках (ВТНП). При аналізі експериментальних робіт основну увагу приділено найбільш яскравим результатам, які зробили значний вплив на дослідження крипа потоку у ВТНП. При аналізі теоретичних робіт головну увагу приділено роботам, в яких зроблено спроби пояснити особливості крипа потоку на основі модифікації теорії Андерсона–Кіма (АК). Тобто тим теоретичним роботам, яким раніше не приділено достатньої уваги. Показано, що модифікована теорія АК дозволяє пояснити багато особливостей крипа потоку у ВТНП: масштабно-інваріантну поведінку вольт-амперних характеристик ВТНП, кінцеву швидкість крипа потоку при наднизьких температурах, логарифмічну залежність ефективного потенціалу пінінга від транспортного струму та його зменшення при пониженні температури. Використання у рамках цього підходу гармонійного потенційного поля дозволяє точно вирішувати як задачу в'язкого руху вихорів, так і задачу термічно активованого крипа потоку в цьому полі. Крім того, в теорії АК враховується розподіл потенціалів пінінга по енергії та взаємодія вихорів між собою. Таким чином, модифікація теорії АК полягає в її деталізації та наближенні до реальності.

The theoretical and experimental data on flux creep in high-temperature superconductors (HTSC) were analyzed in the review paper. On the one hand, the main attention is paid to the most striking experimental results which have had a significant influence on the investigations of flux creep in HTSC. On the other hand, the analysis of theoretical studies is concentrated on the works, which explain the features of flux creep on the basis of the Anderson-Kim (AK) theory modifications, and received previously unsufficient attention. However, it turned out that the modified AK theory could explain a lot of features of flux creep in HTSC: the scaling behaviour of current-voltage curves of HTSC, the finite rate of flux creep at ultra low temperatures, the logarithmic dependence of effective pinning potential as a function of transport current and its decrease with temperature. The harmonic potential field which is used in this approach makes it possible to solve accurately the both problems: viscous vortex motion and flux creep in this field. Moreover the distribution of pinning potential and the interaction of vortices with each other are taken into account in the approach. Thus, the modification of the AK theory consists, essentially, in its detailed elaboration and approaching to real situations in superconductors.