На сегодняшний день сверхпроводимость является одной из самых
перспективных областей исследования, которая впоследствии может привести к
новой технической революции в электронике, радио- и электротехнике. С каждым
годом всё большее внимание уделяется поиску новых функциональных
сверхпроводящих материалов, а также влиянию различных факторов на их
свойства. Магнитные характеристики, фазовые переходы и прочие особенности
дают много полезной информации о самом материале. Так, изучению свойств
наноструктурированных металлов и сплавов уделяется большое внимание,
поскольку они дают возможность наблюдать уникальные особенности,
представляемые огромный интерес для фундаментальной физики. Такие металлы и
сплавы широко используются в качестве новых перспективных сверхпроводящих
материалов для настраиваемых наноиндукторов, однофотонных детекторов и
других областей [1-3]. Важно сказать, что на фазовые превращения, происходящие
в материалах при изменении температуры, влияют условия ограниченной
геометрии. Именно поэтому интерес к физическим исследованиям объектов
пониженной размерности, в частности нанокомпозитов с малыми металлическими
включениями, с каждым днем только растет.
В рамках настоящей работы исследован наноструктурированный
эвтектический сплав Bi-Sn. Появление интереса к подобного рода структурам был
связан с проблемой необходимости повышения температуры сверхпроводящего
фазового перехода. И первые исследования сверхпроводимости металлов,
помещенных в пористые стекла, были начаты около 50 лет назад.
Ранее в ходе ряда работ было показано, что такие композиты
демонстрировали свойства грязных сверхпроводников второго рода (см., например,
работу [4] и ссылки в ней). Однако на сегодняшний день полное понимание
сверхпроводящих свойств мезопористых матриц с металлическими включениями
не достигнуто. Сложностью в изучении сверхпроводящих структур является
оценка динамики и фазовых переходов вихревых систем. Основной инструмент для
изучения поведения вихрей в сверхпроводниках – воздействие переменным
магнитным полем (AC полем). В таких случаях производятся измерения4
температурных зависимостей AC-намагниченности при различных значениях
частот и амплитуд переменного поля при приложении различных постоянных
магнитных полей [4]. Дополнительную информацию дает измерение DC – намагниченности.
В данной работе приводятся различные экспериментальные зависимости,
полученные методами DC и AC магнитометрии для эвтектического сплава Bi-Sn,
внедренного в поры нанопористого стекла. Будут найдены фазовые диаграммы,
будут проведено сравнение результатов DC и AC магнитометрии, выявлены
характеристики крипа в системе сверхпроводящих вихрей, показан термоактивационный характер крипа.
1. В настоящей работе был проведен обзор физических основ явления сверхпроводимости
2. Проведены исследования магнитных свойств нанокомпозита, представляющего
собой пористую стеклянную матрицу, заполненную сплавом BiSn, в температурной
области сверхпроводящего перехода. Получены температурные зависимости
статической восприимчивости в магнитных полях до 2,5 Тл в режимах FC и ZFC в
температурном диапазоне от 2 до 10 К, перекрывающим сверхпроводящий
переход. В этом же температурном диапазоне получена динамическая
восприимчивости при разных частотах и амплитудах переменного поля при
наложении различных смещающих магнитных полей.
3. На основе полученных экспериментальных данных была построена фазовая
диаграмма. Обнаружено изменение кривизны линий зависимости характерных
температур от внешнего поля на фазовой диаграмме, которые связываются с
геометрией нанокомпозита.
4. Путем сравнения со значением восприимчивости идеального сверхпроводника
было показано, что в малых полях весь объем образца находится в
сверхпроводящем состоянии.
5. На основании зависимостей динамической восприимчивости от частоты и
амплитуды поля сделан вывод о наличие в системе термоактивированного крипа
вихрей. Построены аррениусовские графики по смещению пиков мнимой части
восприимчивости с изменением частоты поля. Рассчитаны потенциальные барьеры
для термоактивационного движения вихрей. Обнаружено различие динамики
вихрей в сильных и слабых полях.
6. В магнитных полях от 1500 Oe до 15000 Oe обнаружено расщепление пиков
мнимой части магнитной восприимчивости.
7. Из зависимостей M’(T) при частоте 1000 Hz и амплитуде AC = 1 Oe были
найдены температуры излома T*. Была построена зависимость Т* от величины
смещающего магнитного поля
