Радиационные эффекты в тонких пленках ВТСП YBa₂Cu₃O₇₋x, облученных малыми дозами электронов с энергией 1 МэВ

Abstract

Исследованы радиационные эффекты в тонких эпитаксиальных пленках ВТСП YBa₂Cu₃O₇₋x, облученных малыми дозами электронов c энергией 1 МэВ. Максимальная доза облучения (4×10¹⁶ электронов/см²) выбрана из условия, чтобы уменьшением критической температуры YBa₂Cu₃O₇₋x, обусловленным дефектами, образованными в результате электронно-ядерных столкновений, можно было пренебречь. При выполнении этого условия основным источником радиационных эффектов в пленках ВТСП могут быть процессы, связанные с возбуждением электронной подсистемы YBa₂Cu₃O₇₋x. При облучении пленок YBa₂Cu₃O₇₋x дозами (1-4)×10¹⁶ электронов/см² наблюдалось повышение их критической температуры Тс (в противоположность описанному в литературе уменьшению Тс при облучении дозами, большими 10¹⁸ электронов/см²), которая с течением времени после облучения релаксировала к своему исходному значению. Подобные эффекты аналогичны явлениям, наблюдавшимся при фотовозбуджении электронной подсистемы YBa₂Cu₃O₇₋x(фотостимулированная сверхпроводимость). Наблюдалось также понижение плотности критического тока в облученных пленках YBa₂Cu₃O₇₋x, которое связано с радиационными изменениями прозрачности дислокационных стенок в малоугловых межблочных границах для сверхпроводящего тока.

Досліджено радіаційні ефекти в тонких епітаксійних плівках ВТНП YBa₂Cu₃O₇₋x, опромінених малими дозами електронів з енергією 1 МеВ. Максимальну дозу опромінення (4×10¹⁶ електронів/см²) обрано з умови, щоб зменшенням критичної температури YBa₂Cu₃O₇₋x пов язаним з дефектами, утвореними внаслiдок електронно-ядерних зіткнень, можно було знехтувати. При виконанні цієї умови основним джерелом радіаційних ефектів в плівках ВТНП можуть бути процеси, пов язані з збудженням електронної пiдсистеми YBa₂Cu₃O₇₋x. При опроміненні плівок YBa₂Cu₃O₇₋x дозами (1-4)×10¹⁶ електронів/см² спостерігалось підвищення їх критичної температури Тс (в протилежність описаному у літературі зменшенню Тс при опроміненні дозами, більшими 10¹⁸ електронів/см²), яка з плином часу після опромінення релаксувала до свого вихідного значення. Подібні ефекти аналогічні явищам, що спостерігались при фотозбудженні електронної підсистеми YBa₂Cu₃O₇₋x (фотостимульована надпровідність). Спостерігалось також зменшення густини критичного струму в опромінених плівках YBa₂Cu₃O₇₋x, яке пов язано зi радіаційними змінами прозорості дислокаційних стінок в малокутових міжблокових межах для надпровідного струму.

Radiation effects are investigated in thin epitaxial films of the high- Tc superconductor (HTSC) YBa₂Cu₃O₇₋x irradiated by low doses of 1-MeV electrons. The maximum radiation dose (4×10¹⁶electrons/cm²) is chosen from the condition that the defects formed as a result of electron–nucleus collisions cause a negligible lowering of the critical temperature of YBa₂Cu₃O₇₋x. Under this condition the main source of radiation effects in HTSC films can be processes involving excitation of the electronic subsystem of YBa₂Cu₃O₇₋x. When YBa₂Cu₃O₇₋x films are irradiated by doses of ((1-4)×10¹⁶ electrons/cm² their critical temperature Tc is observed to increase (in contrast to published reports of a decrease in Tc at irradiation doses greater than 10¹⁸ electrons/cm²) and then, after the irradiation has stopped, to relax over time to its original value. These effects are similar to those observed in the photoexcitation of the electronic subsystem of YBa₂Cu₃O₇₋x (photostimulated superconductivity). A decrease of the critical current density in the irradiated YBa₂Cu₃O₇₋x films is also observed, which is due to radiation-stimulated changes of the transmissivity to supercurrent of the dislocation walls in low-angle interblock boundaries.