Нелинейные СВЧ свойства эпитаксиальных пленок ВТСП

Abstract

На частоте 8,95 ГГц исследовано поверхностное сопротивление Rs эпитаксиальных пленок ВТСП YBa₂Cu₃O₇τ-δ на сапфире в присутствии мощного дополнительного микроволнового сигнала частотой 9,4 ГГц, обеспечивающего на пленке амплитуду переменного магнитного поля до 20 E. Установлено, что Rs пленки ВТСП увеличивается при увеличении амплитуды такого дополнительного сигнала. При этом величина Rs пленки ВТСП практически совпадает с величиной нелинейного поверхностного сопротивления пленки при той же амплитуде переменного магнитного поля. То есть поверхностные сопротивления пленки для слабого сигнала в присутствии мощного дополнительного и для одного мощного сигнала являются близкими друг к другу. Предложено объяснение наблюдаемых явлении, основанное на представлении пленки ВТСП как джозефсоновскои среды, содержащей различного вида джозефсоновские контакты. Под действием мощного микроволнового сигнала свойства этой среды могут изменяться из-за переключения части контактов, что вызывает переход среды в новое состояние, одинаково проявляющее себя как для слабого, так и для сильного сигналов.

На частоті 8,95 ГГц досліджено поверхневий опір еиітаксіальних плівок YBa₂Cu₃O₇τ-δ на сапфірі в присутності потужного додаткового сигналу частотою 9,4 ГГц, що забезпечує на плівці амплітуду змінного магнітного поля до 20 Е. Встановлено, що Rs плівки ВТНП зростає при збільшенні амплітуди такого додаткового сигналу. При цьому величина Rs плівки ВТНП практично співпадає з величиною нелінійного поверхневого опору плівки за тієї ж амплітуди змінного магнітного поля. Тобто поверхневі опори плівки для слабкого сигналу в присутності потужного додаткового та для самого потужного сигналу є близькими один до іншого. Запропоновано пояснення спостережуваних явищ, яке грунтується на уявленні плівки ВТНП як джозефсонівського середовища, що містить різного виду джозефсонівські контакти. Під дією потужного мікрохвильового сигналу властивості цього середовища можуть змінюватися через перемикання частини контактів, що викликає перехід середовища в новин стан, який однаково проявляє себе як для слабкого, так і для сильного сигналів.

Surface resistance Rs of epitaxial HTSC films of YBa₂Cu₃O₇τ-δ on sapphire at the frequency 8 95 GHz is measured in the presence of a powerful additional 9.4 GHz signal ensuring the amplitude of ac magnetic field on a film up to 20 Oe It is found that the surface resistance of a HTSC film increases with increasing the additional signal amplitude. Moreover, the magnitude of Rs, of a HTSC film is practically equal to the value of nonlinear surface resistance of the film with the same amplitude of ac magnetic field That is the surface resistances of a film for a weak signal in the presence of a powerful additional signal and tor a powerful signal are close to each other. An explanation of the phenomena observed is proposed which is based on the idea that a HTSC film is a Josephson medium containing various types of Josephson junctions. Under the influence of a powerful microwave signal, the properties of this medium may change because of the switching of a part of the junctions, resulting in the transition of the medium to a new state which manifests itself equally both tor weak and for powerful signals.