Смена знака магнитосопротивления в сверхпроводящих пленках: роль краевого барьера

Abstract

Исследованы резистивные характеристики бездефектных сверхпроводников второго рода с краевым барьером. Анализ проведен на основе модельной системы, представляющей собой бесконечно длинную полоску конечной ширины W и толщины d << W. Численное решение уравнений Максвелла Лондона, рассматриваемых в рамках гидродинамического описания, позволяет рассчитать вольтамперные характеристики и магнитосопротивление образца (МС) R(H). Обнаружено, что положительное МС (dR/dH >0), имеющее место в области низких значений транспортного тока I < I* (I* ток перехода), изменяет знак: dR/dH < 0 при I > I* . Эффект смены знака МС объясняется изменением доминирующего механизма диссипации энергии в пленке (т.е. переходом от вязких потерь к аннигиляционным). Показано, что наличие слабого пиннинга магнитного потока не приводит к изменению поведения R(H).

Досліджено резистивні характеристики бездефектних надпровідників другого роду із крайовим бар єром. Аналіз проведено на основі модельної системи, що представляє собою нескінченно довгу смужку кінцевої ширини W і товщини d << W. Чисельне рішення рівнянь Максвелла Лондона, розглянутих у рамках гідродинамічного опису, дозволяє розрахувати вольт-амперні характеристики й магн ітоопір зразка (МС) R(H). Виявлено, що позитивне МС (dR/dH > 0), що має місце в області низьких значень транспортного струму I < I* (I* струм переходу), змінює знак: dR/dH < 0 при I > I* . Ефект зміни знака МС пояснюється зміною домінуючого механізму дисипації енергії в плівці (тобто переходом від в язких втрат до анігіляційних). Показано, що наявність слабкого пінінга магнітного потоку не приводить до зміни поводження R(H).

The resistive characteristics of pin-free superconductors with an edge barrier are studied. A model system representing an infinitely long strip of finite width W and thickness d << W is analysed. The numerical solution of the Maxwell–London equation, derived in the hydrodynamic approach, makes it possible to calculate both the voltagecurrent characteristics and the magnetoresistance (MR) R(H). It is found that the positive MR behavior (dR/dH >0) actual within a sufficiently low current range I < I* ( I* being the crossover current), changes its sign: dR/dH < 0 at I>I*. This effect is caused by the crossover between the dominant dissipation mechanisms inside the film (i.e. by the transition from the viscous losses mechanism to the vortex annihilation one). It is shown that the presence of a weak magnetic flux pinning does not modify the behaviour of R(H).