Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników

Własności magnetyczne Własności magnetyczne mokrych mokrych

nadprzewodnikównadprzewodników

B. AndrzejewskiB. AndrzejewskiInstytut Fizyki Molekularnej, Instytut Fizyki Molekularnej,

Polskiej Akademii NaukPolskiej Akademii Nauk

PoznańPoznań

Kazimierz Dolny’05

WSPÓŁPRACA

M. M. MierzejewskiMierzejewskiM. M. MaśkaM. M. Maśka

T. KlimczukT. Klimczuk

J. R. CavaJ. R. CavaM. L. FooM. L. Foo

WydziaWydział ł Fizyki Teoretycznej Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki Uniwersytetu Instytut Fizyki Uniwersytetu ŚląskiegoŚląskiego, Katowice, Katowice

Wydział Fizyki Technicznej i Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, GdańskPolitechnika Gdańska, Gdańsk

Wydział Chemii, Wydział Chemii, Uniwersytet w PrincetonUniwersytet w PrincetonUSAUSA


PLAN mokre nadprzewodniki górne pole krytyczne Hc2 a parowanie

trypletowe dolne pole krytyczne Hc1 - anomalne

zachowanie linia nieodwracalności prądy krytyczne wnioski

PLAN



mokre nadprzewodniki

6 6 marca marca 20032003K. Takada, H. Sakurai, E. Takayama-Muromachi, F. Izumi, R.A. Dilanian, T. K. Takada, H. Sakurai, E. Takayama-Muromachi, F. Izumi, R.A. Dilanian, T. SasakiSasakiNature, 422 (2003) 53Nature, 422 (2003) 53

płaszczyzny Co-O - elektrycznie aktywne

płaszczyzny Na – rezerwuar ładunku

trójkątna sieć jonów Co w płaszczyźnie Co-O

T. Klimczuk, X Szkoła, 2004T. Klimczuk, X Szkoła, 2004



silne zmiany stałej c – konsekwencje dla budowy kryształów i ziaren

Na0.7CoO2

c=10.88Å

Na0.3CoO2

c=11.2Å

Na0.3CoO21.3H2

O c=19.6Å

Na0.3CoO20.6H2

O c=13.8Å



proszek

otwór uformowany w płaszczyźnie ab przez heksagonalne ziarna

dwa ziarna połączone przez złącze (Josephsona?)

nadprzewodzące ziarna

Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano, Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559



dwa kwazi-kryształy

Na0.35CoO2·1.3H2O

pofałdowana struktura

warstwowa

domeny heksagonalne w płaszczyźnie ab

kwazi-kryształ

Superconducting Properties under Magnetic Field in Na0.35CoO2·1.3H2O Single CrystalT. Sasaki, P. Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N. Kobayashi, cond-mat/0402355


górne pole krytyczne Hc2

Possible singlet to triplet pairing transition in NaxCoO2yH2O M. Maśka, M. Mierzejewski, B. Andrzejewski, M.L. Foo, R.J. Cava, T. Klimczuk; PRB 70 (2004) 144516

parowanie trypletowe !

przejście singlet tryplet

czy parowanie trypletowe istnieje?



NIE! (pomiary transportowe)

Superconducting Properties under Magnetic Field in Na0.35CoO2·1.3H2O Single CrystalT. Sasaki, P. Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N. Kobayashicond-mat/0402355



Variation of Specific Heat with x and y in NaxCoO2yH2O/D2OR. Jin, B.C. Sales, S. Li, D. Mandruscond-mat/0410517

TAK! (pomiary ciepła właściwego)

dolne pole krytyczne Hc1


Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2·1.3H2O quasi-single-crystal superconductors P. Badica et al. cond-mat/0402235

proszek kwazi-kryształ

Unconventional upper- and lower-critical fields and normal-state magnetic susceptibilityof the superconducting compound Na0.35CoO2·1.3H2O H. Sakurai et al. PRB 68 (2003) 132507

Hc1(T)=Hc1(0)(1-(T/Tc)2)



dwie metody – dwa wyniki



stos nadprzewodzących i normalnych(izolujących) płaszczyzn S-N-S(S-I-S)efekty bliskości

The first critical field Hc1, and the

penetration depth in dirty superconducing S/N multilayers A.A. Golubov V.M. Krasnov, Physica C 196 (1992) 177

22

NN

SNS

SSc1

SNSc1

dd

dd

HHS-N-S

S-I-Sdd

HH SSc1

SISc1



NdN/SdS: 1) 0 (S-I-S)2) 23) 54) 105) 100


linia nieodwracalności

Hirr

M

H

wyznaczanie linii nieodwracalnościna podstawie szerokości histerezy

kryteria:=5·10-4 emu/g

1·10-3 emu/g2·10-3 emu/g



dopasowanie

ncirrirr 10 TTHTH



[emu/g]

0 1e-3 2e-3 3e-3

n

0

1

2

3

4

[emu/g]

0 1e-3 2e-3 3e-3

n

0

1

2

3

4

wpływ kryterium na wartość wykładnika n

n≈1.4

n=1.5 odpowiada linii nieodwracalności typu Almeida-Thouless’a

obserwowana w silnie zbliźniaczonych kryształach HTS lub próbkach polikrystalicznych



proszek kwazi-kryształ

Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. ToganoApplied Phys. Lett., 84 (2004) 559

Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2·1.3H2O quasi-single-crystal superconductors P. Badica et al. cond-mat/0402235

n=3.4


prądy krytyczne

M

M

H

model Bean’a

rM

J

30c

model Bean’a zawodzi w przypadku próbek niejednorodnych

S

SR

r

jak wyznaczyć r i Jc

?

rJc


prądy krytyczne

metoda Angadi’ego

H

r

-2Jc

H

Jc

Jc

r2Jc

rt

Non-destructive determination of the current-carrying length scale in superconducting crystals and thin films M.A. Angadi, A.D. Caplin, J.R. Laverty, Z.X. ShenPhysica C 177 (1991) 479


prądy krytyczne

metoda Angadi’ego

m

H

m∞

dm/dH

218

ln

tr

32 dH

dmr

dHdmm

tJ c

23


prądy krytyczne

metoda Angadi’ego niejednorodnych (granularnych) cienkich warstw

r1

r2

N dysków

218

ln 11

tr

dHdm

rfr 2

221

1

dHdmm

tJ c

11 2

3

f=

2

2

1

rr

Nf f≈0.9 dla sieci trójkątnej


prądy krytyczne

metoda Angadi’ego dla niejednorodnych (granularnych) próbek 3D

F

?1 r

dHdmm

tJ c

11 2

3

3

2

1

rr

Nf

r1

r2

N dysków

321

2 dHdm

fr

218

ln 11

tr

f≈0.74 gęste upakowanie


prądy krytyczne

H [A/m]

-2e+4 -1e+4 0 1e+4 2e+4

m [

Am

2 ]

-6e-6

-4e-6

-2e-6

0

2e-6

4e-6

6e-6

T=2.25 K

H [A/m]

-2e+4 -1e+4 0 1e+4 2e+4

m [

Am

2 ]

-6e-6

-4e-6

-2e-6

0

2e-6

4e-6

6e-6

T=2.25 K

pomiary prądów krytycznych metodą Angadi’ego

z badań mikroskopowych;

r≈2.75 m

t≈0.7 m

≈2.95


prądy krytyczne

wyniki uzyskane metodą Angadi’ego

Jc(2.0K,5mT)=2105 A/cm2


prądy krytyczne

Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. ToganoApplied Phys. Lett., 84 (2004) 559

szacowanie prądów krytycznych na podstawie modelu Bean’a

Jc(1.9K,0T)=5104 A/cm2


wnioski

• w mokrych nadprzewodnikach istnieje parowanie trypletowe (pierwsze potwierdzenia)

• dolne pole krytyczne Hc1(T) „mokrych nadprzewodników” wykazuje dodatnią krzywiznę (efekt bliskości ?)

• linia nieodwracalności Hirr(T) opisywana jest zależnością Almeida-Thouless’a i leży poniżej wartości charakterystycznych dla HTSC

• gęstość prądów krytycznych mierzona metodą Angadie’go wynosi Jc(2.0K; 5mT)≈2·105 A/cm2

Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników

Documents

Transcript of Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników