Электрофизические свойства кристаллов, содержащих сверхпроводящие включения малых размеров

Abstract

Исследовано влияние сверхпроводящих включений, находящихся в полупpоводниковой или диэлектрической матрице, на электрофизические свойства диэлектрика. В предположении, что радиус включений меньше или порядка длины когерентности, определено критическое магнитное поле сферического единичного включения. Для кристалла с множеством включений рассчитана зависимость проводимости от темпеpатуpы и магнитного поля. При расчетах проводимости предполагалось, что концентрация включений недостаточна для появления сверхпроводимости во всем образце (т.е. ниже порога протекания). Показано, что наличие сверхпроводящих включений приводит к резкому увеличению проводимости образца при низких температурах и сильной зависимости проводимости от магнитного поля магнитосопротивлению). Магнитосопротивление обусловлено подавлением сверхпроводимости во включениях с ростом магнитного поля. Изучено влияние разброса размеров включений на температурную и магнитополевую зависимости проводимости.

The influence of superconducting inclusions on the electrophysical properties of a semiconductor or insulator crystal is investigated. The critical magnetic field of an isolated spherical inclusion is calculated under the assumption that the radius of the inclusion is smaller than or of the order of the coherence length. The conductivity of a crystal containing a set of inclusions is calculated as a function of temperature and magnetic field. It is assumed in the conductivity calculations that the concentration of inclusions is insufficient for the appearance of superconductivity in the whole sample (i.e., it is below the percolation threshold). It is shown that the presence of superconducting inclusions leads to a sharp increase in the conductivity of the sample at low temperatures and to a strong dependence of the conductivity on magnetic field (magnetoresistance). The magnetoresistance is due to suppression of the superconductivity in the inclusions as the magnetic field is increased. The influence of a variance in the dimensions of the inclusions on the temperature and magnetic-field dependence of the conductivity is investigated.