Резистивные состояния широких сверхпроводящих пленок, обусловленные постоянным и переменным токами (Обзор)

Abstract

Обзор посвящен исследованию в широких сверхпроводящих пленках резистивных состояний, обусловленных постоянным и переменным токами в отсутствие внешнего магнитного поля. Экспериментально установлено, что в области существования вихревого состояния пленки вольт-амперные характеристики и их параметры хорошо описываются теорией вихревого резистивного состояния Асламазова–Лемпицкого, которая долгое время не находила надежного подтверждения. Экспериментально доказано, что при токах бóльших, чем максимальный ток существования вихревого резистивного состояния, в широких пленках вихревой механизм токовой резистивности отсутствует. Экспериментально доказана невихревая природа линий проскальзывания фазы (ЛПФ) в широких пленках. Показано, что при облучении широкой сверхпроводящей пленки электромагнитным полем с мощностью больше критической в ней возникают линии проскальзывания фазы, сопротивление которых зависит от частоты облучения. Результаты исследований ЛПФ в широких пленках аналогичны результатам исследований центров проскальзывания фазы в узких каналах, что указывает на идентичность процессов проскальзывания фазы в этих двух объектах исследований. Установлено, что токовое резистивное состояние широкой пленки обусловлено двумя альтернативными механизмами, которые возникают последовательно один за другим: проникновение в пленку и движение поперек нее пирловских вихрей магнитного поля тока и возникновение линий проскальзывания фазы сверхпроводящего параметра порядка.

Огляд присвячено дослідженню в широких надпровідних плівках резистивних станів, які зумовлені постійним та змінним струмами у відсутності зовнішнього магнітного поля. Експериментально встановлено, що в області існування вихорового стану плівки вольт-амперні характеристики та їх параметри добре описуються теорією вихорового резистивного стану Асламазова–Лемпицького, яка довгий час не знаходила надійного підтвердження. Експериментально доведено, що при струмах більших, ніж максимальний струм існування вихорового резистивного стану, в широких плівках вихоровий механізм струмової резистивності відсутній. Експериментально доведено невихорову природу ліній проковзування фази (ЛПФ) в широких плівках. Показано, що при опроміненні широкої надпровідної плівки електромагнітним полем з потужністю більшою за критичну в ній виникають лінії проковзування фази, опір яких залежить від частоти опромінення. Результати досліджень ЛПФ в широких плівках аналогічні результатам досліджень центрів проковзування фази у вузьких каналах, що вказує на ідентичність процесів проковзування фази в цих двох об’єктах досліджень. Встановлено, що струмовий резистивний стан широкої плівки обумовлено двома альтернативними механізмами, які виникають послідовно один за іншим: проникнення в плівку і рух поперек неї пірловських вихорів магнітного поля струму та виникнення ліній проковзування фази надпровідного параметра порядку.

The review is devoted to the research of resistive state in wide superconducting films due to direct and alternating currents in the absence of an external magnetic field. It has been found experimentally that the IV-characteristics and their parameters are well described by the Aslamazov–Lempitsky theory of resistive vortex state in the range of existence of the film vortex state, which has long been lacking a reliable support. There is experimental evidence that the vortex current resistivity mechanism is absent at currents greater than the maximum current of the existence of the resistive vortex state in wide films. The nonvortex nature of phase slip lines (PSL) in wide films is proved experimentally. It is shown that phase-slip lines arise in a wide superconducting film irradiated with an external microwave field whose power exceeds the critical value. The resistance of these phase slip lines depends on irradiation frequency. The PSL results obtained in wide films are similar to the phase slip centers ones taken in narrow channels, suggesting the identical nature of the phase-slip processes in these two objects. It is found that the current resistive state of a wide film is due to two alternative mechanisms that occur one after the other. These are a penetration of the Pearl vortices of magnetic field of current into the film and their motion across it, and the emergence of phase-slip lines of the superconducting order parameter.