Особливості надпровідних властивостей - Фізико-технологічні основи одержання надпровідних плівок для надпровідних ІС

Найважливіші фундаментальні характеристики ВТНП-фаз природним чином визначаються особливостями їх кристалічної структури, розглянутої вище. Синтез фаз з необхідною кристалографічною структурою і отримання ТС Вище за температури кипіння рідкого азоту в даний час не є особливою проблемою в більшості відомих випадків. Навпаки, досягнення високих значень інших надпровідних параметрів (критичного струму Jс і його стійкості в зовнішньому магнітному полі Jс(B)) на реальних матеріалах стикається з величезними труднощами, викликаними цілим рядом причин. Так, перехід від металевих НП до керамічних вирішував проблему підвищення Тс і разом з тим створював проблему різкого погіршення критичних струмів. З фізичної точки зору це викликано аномально низьким значенням довжини когерентності оксидних надпровідників в порівнянні з низькотемпературними інтерметаллідними надпровідниками. Якщо останні мають довжину когерентності до 2 нм, то у ВТНП довжина когерентності не перевищує 0.2 нм. Як наслідок, в полікристалічному стані фізична межа розділу кристалітів в металевих НП співмірна з довжиною когерентності і створює ефективні центри піннінга магнітних вихорів, підвищуючи критичний струм. У хімічних же надпровідниках, навпаки, транспорт надпровідного струму в істотному ступені лімітується процесами, що відбуваються на межах зерен, і тому до стану межі між кристалітами пред'являють найстрогіші вимоги. Ситуація ускладнюється тим, що через специфічну шарувату структуру практично всі ВТНП-фази володіють дуже високою кристалографічною анізотропією фізичних властивостей, що приводить до необхідності створення певної впорядкованої структури (текстури) полікристалічного матеріалу. Крім того, ВТНП є надпровідниками другого роду, тобто в зовнішньому магнітному полі вони можуть знаходитися в змішаному стані, коли магнітний потік частково проникає в надпровідник у вигляді так званих абрикосовських вихорів. Підвищення стійкості цих вихрових граток, як правило, досягається шляхом створення додаткових центрів піннінга - мікрообластей, що характеризуються різною величиною енергії захоплення і фіксації абрикосовських вихорів. Вважається, що кожен такий центр повинен бути і деяке порушення структури надпровідника, яке за розмірами співмірне з довжиною когерентності. Оскільки практичне використання ВТНП в сильнострумовій техніці вимагає не тільки великих значень щільності критичного струму, але і їх високої стійкості в зовнішніх магнітних полях, то реалізація цих параметрів виявляється принципово неможливою без створення ефективних центрів піннінга.

Похожие статьи




Особливості надпровідних властивостей - Фізико-технологічні основи одержання надпровідних плівок для надпровідних ІС

Предыдущая | Следующая