Температурная зависимость критического тока в высокотемпературных сверхпроводниках с малоугловыми границами раздела кристаллических блоков

Abstract

Рассмотрена модель ограничения критического тока в достаточно совершенных ВТСП кристаллах и эпитаксиальных пленках с блочной структурой при малых углах разориентации кристаллических блоков θ, когда расстояние d между краевыми дислокациями вдоль границ раздела блоков больше, чем длина когерентности ξ(T). Показано, что в этих условиях прозрачность малоугловых границ раздела для сверхпроводящих носителей тока вблизи критической температуры Tc практически не зависит от θ и T. В результате единственным фактором, определяющим температурную зависимость плотности критического тока jc(T), остается ток распаривания j₀ (T) µ (1 - T/Tc)³/². Вблизи Tc, когда ξ(T) > d, происходит переход от зависимости jcT) ~ (1 - T/Tc)³/² к jc(T) ~ (1-T/Tc)². Такое поведение jc(T) хорошо согласуется с результатами проведенных экспериментов по измерению критических токов в тонких эпитаксиальных пленках YBa₂Cu₃O₇₋d .

A model for the limiting of the critical current in rather perfect high -Tc superconducting crystals and epitaxial films with a block structure with small angles of misorientation θ of the crystalline blocks is considered for the case when the distance d between edge dislocations along the boundary between blocks is greater than the coherence length ξ(T). It is shown that under these conditions the transparency of low-angle boundaries for the superconducting current carriers near the critical temperature T c is practically independent of θ and T. As a result, the only factor governing the temperature dependence of the critical current density jc(T) remains the depairing current j₀(T)∝(1−T/Tc )³/². Near Tc , when ξ(T)>d, a transition from the dependence jc(T)∼(1−T/Tc)³/² to a dependence jc(T)∼(1−T/Tc)² occurs. This behavior of jc(T) is in good agreement with the results of experimental measurements of the critical currents in thin epitaxial films of YBa₂Cu₃O₇₋d .