Идентификация механизма пиннинга вихрей в YBCO-пленках из магнитных измерений

Abstract

Проведены экспериментальные исследования намагниченности YBa₂Cu₃O₇₋δ (YBCO) пленки толщиной 125 nm, полученной лазерной абляцией на подложке SrTiO₃. Полученные зависимости намагниченности от внешнего переменного магнитного поля переведены в полевые зависимости плотности критического тока. Показано, что степень угла наклона этих зависимостей в логарифмических координатах является важным параметром с точки зрения определения механизма пиннинга магнитных вихрей в конкретной пленке. Исходя из поведения полевой зависимости плотности критического тока установлено, что лучше всего описывает полученные результаты модель коллективного пиннинга деформированной решетки вихрей на системе малоугловых межблочных границ, образованных цепочками краевых дислокаций. В рамках этой модели скейлинг магнитно-полевых и температурных зависимостей плотности критического тока позволяет свести экспериментальные данные для разных H и T к единой, универсальной для каждой пленки кривой, фитирование которой теоретической зависимостью дает информацию о таких параметрах, как средний размер блоков и средний угол их разориентации. Структурные характеристики исследованной пленки, полученные таким образом, хорошо совпадают с данными рентгенографических исследований.

Magnetization of the 125 nm-thick YBa₂Cu₃O₇₋δ (YBCO) film prepared by laser ablation on SrTiO₃ substrate has been investigated experimentally. The resulted dependences of magnetization on external variable magnetic field have been converted to the field dependences of critical current density. The slope angle of the dependences in logarithmic coordinates is an important parameter for determining the mechanism of magnetic vortex pinning in a particular film. From the behavior of the critical current density as a function of the field it follows that the obtained results are better described by the model of collective pinning of the vortex deformed lattice on the system of low-angle interblock boundaries formed by the edge dislocation chain. Within the model the scaling of magnetic-field and temperature dependences of the critical current density makes it possible to reduce the experimental data for different H and T to a single, universal for each film curve. Fitting the curve by theoretical dependence gives information on such parameters as the average block size and the average reorientation angle. The obtained structure characteristics of the film under investigation agree well with the data of roentgenography investigations.