Пик-эффект на гистерезисных зависимостях намагниченности высокотемпературных сверхпроводников Текст научной статьи по специальности «Физика»

Эффективность ваАБ СЭ на виртуальной кремниевой подложке (10,1 %) оказалась низкой в сравнении с эффективностью ваАБ СЭ на подложке ваАБ (-22 %) при М = 1. Относительно невысокое напряжение холостого хода (0,73У при М = 1) ваАБ^ СЭ в сравнении с ваАБ/ваАБ СЭ (0,95 V при М = 1) указывает на несовершенство границы раздела между виртуальной подложкой и ваАБ солнечным элементом, т. е. на высокую плотность прорастающих дислокаций, которая существенно выше критической величины 106 см-2 [2].

Отметим, что параметры кристаллических решеток кремниевой подложки и рабочего ваАБ элемента различаются, в отличие СЭ ваАБ на ваАБ подложке. В связи с этим у структуры ваАБ^, выращенной на виртуальной кремниевой подложке (противодислока-ционный фильтр), назначение которой - переход от постоянной решетки кремния к кристаллической решетке ваАБ, низкая эффективность. От качества виртуальной подложки (плотности прорастающих дислокаций) в основном и зависит совершенство ваАБ-каскада солнечного элемента.

Из вышеуказанного следует, что для увеличения КПД ваАБ^ СЭ необходимо дальнейшее усовершенствование качества виртуальной подложки.

Библиографические ссылки

1. Лабораторный комплекс для научных исследований солнечных фотоэлектрических преобразователей. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. СПб. : ЗАО «Техноэксан» ; инновационная компания ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН, 2010. 39 с.

2. Андреев В. М., Грилихес В. А., Румянцев В. Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного излучения. Л. : Наука. Ленингр. отд-ние, 1989. 310 с.

3. Зи С. Физика полупроводниковых приборов : в 2 кн. Кн. 2 / пер. с англ., изд. 2-е перераб. и доп. М. : Мир, 1984. 456 с. : ил.

References

1. Laboratornyj kompleks dlja nauchnyh issledovanij solnechnyh fotojelektricheskih preobrazovatelej. Tehnicheskoe opisanie i instrukcija po jekspluatacii. SPb. : ZAO «Tehnojeksan» innovacionnaja kompanija FTI im. A. F. Ioffe RAN, 2010. 39 s.

2. Andreev V. M., Grilihes V. A., Rumjancev V. D. Fotojelektricheskoe preobrazovanie koncentrirovannogo izluchenija. L. : Nauka, 1989. 310 s.

3. Zi S. Fizika poluprovodnikovyh priborov : v 2-h knigah. Kn. 2 / per. s angl. 2-e pererab. i dop. izd. M. : Mir, 1984. 456 s., il.

© Масюгин А. Н., Пчеляков О. П., 2013

УДК 530.557.11

ПИК-ЭФФЕКТ НА ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ЗАВИСИМОСТЯХ НАМАГНИЧЕННОСТИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ

В. А. Нурдавлетова1, Д. М. Гохфельд2

1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

2Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН Россия, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50. E-mail: [email protected]

Построены гистерезисные зависимости намагниченности от поля при разных температурах. По этим зависимостям были определены и построены значения критических токов от поля и температуры. Рассчитана сила пиннинга. Произведен скейлинг зависимости силы пиннинга от поля.

Ключевые слова: сверхпроводники второго рода, пик-эффект, пиннинг, петли намагниченности, критический ток, сила пиннинга, скейлинг.

PIC-THE EFFECT ON MAGNETIZATION HYSTERESIS DEPENDENCE OF HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTORS

V. A. Nurdavletova1, D. M. Gohfeld2

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia 2Kirenskiy Institute of Physics Siberian Branch of the Russian Academy of Science 50, Academgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia. E-mail: [email protected]

The hysteresis dependence of the magnetization of the field at different temperatures is structured. On the bases of this data the critical currents of the field and temperature are constructed and identified. The pinning force is calculated as well as the scaling depending on the pinning force of the field is established.

Keywords: type-II superconductors, the peak effect, pinning, the magnetization loop, the critical current, pinning force, scaling.

Решетневскуе чтения. 2013

После открытия сверхпроводимости в №Ба2Си307 (№-123), температура сверхпроводящего перехода которого 93 К, что выше технологически важной температуры жидкого азота (77 К), многие исследования проводились с этим соединением для улучшения температуры перехода и значения плотности критического тока Зс. Согласно полученным результатам, значение удалось увеличить с 104 А/см2 до 106 А/см2. Это улучшение Зс связано с кристаллическими дефектами, такими как дислокации, примеси, дефекты упаковки, границы зерен, которые улучшают механизмы пин-нинга магнитного потока в сверхпроводнике. Высокие значения Зс делают №-123 особенно подходящим кандидатом для технологического применения тонких/толстых пленок или покрытий большой площади, включая изготовление объемных магнитов. Также на гистерезисных зависимостях намагниченности №-123 наблюдается пик-эффект. По наличию этого эффекта мы можем судить о существовании дополнительных механизмов пиннинга.

В ходе проделанной работы были построены гис-

терезисные зависимости намагниченности от поля при разных температурах (рис. 1). Затем производилась интерполяция полученных результатов. По данным зависимостям видно, что при увеличении температуры ширина петель сужалась.

По ширине петли были определены значения критических токов по формуле

Jc =

30АМ 2К '

где Зс - критический ток; ДМ - ширина петли.

На рис. 2 приведены зависимости критических токов от поля и температуры.

Затем была рассчитана сила пиннинга по формуле

Рр = Jc

В,

где В - магнитная индукция.

Далее полученные результаты были проскейлин-гованы (см. рис. 3). Для этого силу пиннинга поделили на высоту первого максимума, а поле поделили на ординату в первом максимуме.

0,60,4 0,2 -0,0-0,2 -0,4-| -0,6

Н (кЭ)

-7,40x10"" -3.70x10" 0,00 3.70x10" 7,40x10"

0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 -0,05 -0,10 -0,15 -0,20 -I

40 К 50 К 60 К

Н (кЭ)

-1,10х105 -5.50x10" 0,00 5.50x10" 1,10х105

Рис. 1. Зависимость намагниченности от поля при разных температурах

Jc (А^м2) ■ 10К

• 20К

16000 - а ЗОК

■ ▼ 40К

14000- ■ ■ ♦ 50К

■ ■ < 60К

1200010000 80006000400020000

H (кЭ)

—1-1-1

80000 1000'

0 20000 40000 60000

Рис. 2. Зависимости критического тока от поля и температуры

FP/FP1m

■ юк

• 20 К

А ЗОК

▼ 40 К

♦ 50 К

4 60 К

( ^ < -I H/Hp1r

0 12 3 4

Рис. 3. Скейлинг полевых зависимостей сил пиннинга

Из полученных результатов видно, что кривые для разных температур ложатся на одну прямую, следовательно, скейлинг выполняется. Это говорит о том, что механизмы пиннинга не меняются с изменением температуры.

Библиографические ссылки

1. Калимов А. Г. Физические основы сверхпроводимости. СПб. : СПбЛТА, 2007. 104 с.

2. Сверхпроводники. URL: http://www.chemport. ru/data/chemipedia/article_3347.html (дата обращения: 10 июня 2013 г.).

3. Автоматизированный комплекс PPMS для измерения физических свойств. URL: http://www.gntc.ru/

(дата обращения:

ckp/?mode=equip&id=7&page=1 11.06.2013 г.).

References

1. Kalimov A. G. Fizicheskie osnovy sverhpro-vodimosti. SPb. : SPbLTA, 2007. 104 s.

2. Sverhprovodniki. URL: http://www.chemport.ru/ data/chemipedia/article_3347.html (data obrascheniya: 10 ijunja 2013).

3. Avtomatizirovannyj kompleks PPMS dlja iz-merenija fizicheskih svojstv (2013), Rezhim dostupa: http://www.gntc.ru/ckp/?mode=equip&id=7&page=1 (data obrascheniya: 11.06.2013).

© Нурдавлетова В. А., Гохфельд Д. М., 2013