, ,
, 1
Физический институт им. Российской академии наук, Москва
1Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ПараллельнОе критическОе магнитнОе полЕ
тонких пленок NbC и MgB2
Исследована зависимость критического магнитного поля Hc|| тонких пленок NbC от их толщины d и длины свободного пробега электронов ℓ. Показано, что в тонких пленках MgB2 при низких температурах критическое поле Hc.|| может определяться электронами 3D p-зоны.
Параллельное верхнее критическое магнитное поле Hc|| тонких пленок сверхпроводника может существенно превышать критическое поле Hc2. Величина Hc|| зависит от толщины пленки d и электронных параметров сверхпроводника. Критические поля тонких пленок с различной степенью чистоты достаточно подробно исследованы теоретически [1, 2]. Соответствующие экспериментальные исследования немногочисленны и относятся к пленкам, степень чистоты которых не определена [3, 4]. В настоящей работе исследованы Hc|| тонких пленок NbC и MgB2, электронные параметры которых были оценены ранее в результате измерений Hc2 [5, 6].
Температурные зависимости критических магнитных полей Hc|| и Нс2 пленки NbC [7] толщиной 140 Å представлены на рис. 1. Измеренные величины Hc||(T) отвечают чистому сверхпроводнику, с ℓ превышающей длину когерентности xо, а также толщину пленки. При небольшом сокращении длины свободного пробега в результате ионного облучения (от 400 Å до 300 Å) критические поля растут в меру снижения длины когерентности x (T). В исходных исследуемых пленках NbC различной толщины критическое поле Hc|| вблизи критической температуры Тс менялось ~ (1/d)3/2 [7], что также характерно для чистых сверхпроводников [2]. Наблюдаемые температурные зависимости Hc|| ~ (1 – T/Tc)1/2 отвечают безвихревому состоянию сверхпроводника (d < 1.8 x (T)) во всей области температур ниже Tc.
В двухзонном сверхпроводнике MgB2 (Tc = 39 K), верхнее критическое поле Hc2 определяется электронами 2D σ-зоны. Даже в хороших пленочных образцах [8] из-за малой длины когерентности xσ (0) » 20 Å в направлении перпендикулярном оси с, реализация условий наблюдения безвихревого состояния в заметном температурном диапазоне представляется проблематичной. Для электронов 3D p-зоны (Tc » 10 K) длина когерентности существенно выше: xp (0) » 150 Å. Наблюдение безвихревого состояния для p-электронов оказывается принципиально возможным. По нашим оценкам в пленках с осью с параллельной плоскости подложки и толщиной около 100 Å критическое поле Hc|| при температурах ниже 5 K будет определяться электронами p-зоны.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант №. , и ФЦНТП, Госконтракт №. 40.012.1.1.1357.
Список литературы
1. // ЖЭТФ. 1964. Т.47. С.720.
2. // ЖЭТФ. 1965. Т. 49 .С. 930.
3. Cody G. D., Miller R. E.// Phys. Rev. 1968. V.173. P.481. Cody G. D., Miller R. E.// Phys. Rev. 1968. V.173. P.494.
4. , // ЖЭТФ. 1968. Т. 55. С.1059.
5. и др.// ФТТ. 1996. Т. 38. С.1969.
6. и др. // ФТТ. 2005. Т. 47. С.1541.
7. и др. //ЖЭТФ. 1995. Т.108. С.970.
8. Bugoslavsky Y. et al. //Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P.132508.
