Модель поведения гранулярного ВТСП во внешнем магнитном поле: температурная эволюция гистерезиса магнитосопротивления / Model of the Behavior of a Granular HTS in an External Magnetic Field: Temperature Evolution of the Magnetoresistance Hysteresis

Abstract

Модель, описывающая поведение магнитосопротивления R(H) гранулярного высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), развиваемая в последнее десятилетие, даёт объяснение достаточно необычному виду и таким особенностям гистерезисных зависимостей R(H) (при T = const), как локальный максимум, участок с отрицательным магнитосопротивлением, локальный минимум, и др. В рамках этой модели рассматривается эффективное поле в межгранульной среде Beff, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами ВТСП гранул. Оно может быть записано в виде: Beff(H) = H + 4  M(H), где M(H) – экспериментальная зависимость намагниченности,  – параметр, характеризующий сгущение линий магнитной индукции в межгранульной среде. В результате магнитосопротивление является не просто функцией внешнего поля, но и «внутреннего», эффективного поля: R(H) = f(Beff(H)). В данной работе исследовано магнитосопротивление гранулярного ВТСП YBa2Cu3O7- в широком диапазоне температур. Экспериментальные гистерезисные зависимости R(H), полученные в диапазоне высоких температур (77–90 K), хорошо объясняются в рамках этой модели, и значение параметра  составляет ~ 20–25. Однако для температуры 4.2 K локальные экстремумы не наблюдаются, хотя выражение для Beff(H) предсказывает их наличие, а параметр  несколько вырос (~ 30–35) для этой температуры. Дополнительным фактором, который необходимо учитывать в модели, может быть перераспределение траекторий микроскопического тока, также влияющее на процессы диссипации в межгранульной среде. Для области низких температур и в условиях сильного сжатия магнитного потока ( ~ 30–35) возможно изменение микроскопических траекторий тока Im при котором предпочтительнее туннелирование через соседнюю гранулу, но угол между Im и Beff будет заметно меньше 900, хотя направления внешнего поля (а также эффективного поля) и макроскопического тока взаимно перпендикулярны.