Влияние ионного облучения на критическую температуру и удельное электросопротивление пленок Y1 Ba2 Cu3 O6+x C различной кислородной стехиометрией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.22, кандидат физико-математических наук Коньков, Константин Эдуардович

• Коньков, Константин Эдуардович
• кандидат физико-математических наук
• 1997

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Коньков, Константин Эдуардович

Содержание:

стр.

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Радиационное воздействие на ВТСП

1.2. Химическое воздействие на ВТСП

1.3. Обзор теорий радиационного воздействия на физические свойства сверхпроводников

1.4. Сравнение теории с экспериментом

2. Экспериментальные методики

2.1. Методика приготовления пленок У^агСщОб+х с различной кислородной стехиометрией (0.2<х<1)

2.2. Методика резистивных измерений

2.4. Методика облучения

3. Экспериментальные результаты

4. Обсуждение результатов

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние ионного облучения на критическую температуру и удельное электросопротивление пленок Y1 Ba2 Cu3 O6+x C различной кислородной стехиометрией»

Введение.

Периоды повышенного интереса к проблемам сверхпроводимости связаны с открытием новых классов сверхпроводников с более высокой критической температурой, более сложной структурой и необычным сочетанием свойств. Так было при открытая интерметаллических соединений со структурой А-15, так произошло и с металлооксидными сверхпроводниками.

Первая реакция научного мира на открытие высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) [1,2] была чрезвычайно эмоциональной, поскольку принципиальных ограничений на величину Тс ~ 100К нет и появление материалов с такой температурой сверхпроводящего перехода ожидалось давно. Очевидная исключительная значимость прикладных аспектов связана с преодолением заветного предела по Тс - температуры кипения жидкого азота (77К) - дешевого и доступного хладагента. Поэтому во многих странах, в том числе и в СССР (России), программы по исследованию новых перспективных сверхпроводников получили государственную поддержку.

Основными направлениями практического использования сверхпроводников являются слабосвязанная и сильноточная сверхпроводимости. В первом случае это связано с созданием сверхпроводящих квантовых интерференционных детекторов (СКВИД), которые позволяют регистрировать очень слабые магнтные поля ~ 10~14Э и поэтому их эффективно используют в медицине и биологии для измерения полей живых организмов и человека. В геологии сквиды применяются^дпяпхпределення изменений силы гравитации в различных точках Земли. Вторая область применения стала возможной после открытия технических сверхпроводников со структурой А-15, имеющих высокую токонесущую способность, и благодаря разработке сверхпроводящих магнитных

систем (С-МС) способных создавать сильные магнитные поля вплоть до 200/сЭ. Такие поля необходимы для решения проблемы термоядерного управляемого синтеза, в частности, в термоядерных реакторах (ТЯР) типа "Токомак", где нужно удерживать чрезвычайно горячую плазму вдали от стенок, поскольку при соприкосновении с такой плазмой любой материал мгновенно испаряется. Особенностью работы СМС ТЯР является наличие поля нейтронного излучения, которое приводит к созданию радиационных дефектов в структуре материала. Оказалось, что подобную ситуацию можно с успехом моделировать при ионном облучении тонких пленок и проблемы радиационной стойкости сверхпроводников, таким образом, сформировали самостоятельное направление прикладных исследований.

Со временем выяснилось, что за внешним техническим применением скрываются и чисто физические проблемы. Они вытекают из факта резкого изменения Тс и критического тока ]с интерметаллических соединений А-15 при облучении их частицами различного типа и энергий [22]. Этот результат противоречит известной теореме Андерсона [66], согласно которой дефекты не могут оказывать влияние на и справедливой для простых одноэлементных металлов. Фундаментальной причиной такой "нечувствительности" является

сферическая симметрия (5 - изотропное спаривание) параметра порядка

Однако для интерметаллидов А-15 установлена совершенно четкая зависимость характера изменения Тс с ростом флюенса облучения Т от исходного значения критической температуры Тф. Действительно, при облучении низкотемпературных материалов этого класса (МозЭ1, МозОе: 7,с0=(1-ь2)К) Тс начинает расти с увеличением дозы облучения, а для высокотемпературных соединений (ЫЪзА1, ЫЬзБп, >ТЬзОе: Г^^П-^З'Ж) разупорядочение приводит к

ц .

уменьшению Тс. При больших флюенсах, в обоих случаях, чувствительность к беспорядку ослабевает и зависимость ТС{Р) выходит на константу. Примечательно, что Тс не обращается в нуль, а поведение удельного электросопротивления Д7) характерно .для металлов: при малых ¥ остаточное сопротивление рг, увеличивается пропорционально концентрации дефектов, а при больших, когда длина свободного пробега близка к межатомному расстоянию, насыщается при значениях 150-300|л0ст [22]. В результате интенсивных экспериментальных и теоретических исследований было показано, что такой характер изменения Тс при радиационном раз упорядочении связан с "размыванием" пика плотности состояний ОДе), который может располагаться достаточно близко от уровня Ферми е* [22]. Для низкотемпературных А-15 Ще{) ~ТС будет расти с увеличением концентрации дефектов, а для высокотемператзиых - падать. После того, как изменения в Мег) исчерпаны, начинает работать теорема Андерсона и Тс перестает реагировать на воздействие.

Таким образом на примере простых металлов и интерметаллидов видно, что проблемы радиационной стойкости сверхпроводников выходят за рамки чисто прикладных исследований и затрагивают фундаментальные механизмы сверхпроводящего состояния. Кроме того, облучение частицами высоких энергий приводит к возникновению в облучаемых кристаллах специфических разупорядоченных состояний, которые часто невозможно получить с помощью традиционных технологических приемов. Важной особенностью этих состояний является сохранение исходного стехиометрического состава и однородности по объему. Фактически экспериментаторы получили возможность создания новых материалов с ранее неизвестными свойствами. Такие кристаллы, в то же время,

являются уникальными модельными объктами для изучения природы сверхпроводимости неупорядоченных систем.

Следует отметить, что за это время были наработаны уникальные методики облучения частицами различного типа и энергии, методики облучения при различной температуре и механических нагрузках, а также методики контроля параметров сверхпроводящего и нормального состояний. Поэтому сразу после открытия ВТСП начались исследования их радиационной стойкости.

На первом этапе работы проводились на поликристаллических образцах. Было установлено, что разупорядочение приводит к подавлению сверхпроводимости и появлению локализационного характера проводимости [51]. Характерное значение электросопротивления необлученных образцов непосредственно перед сверхпроводящим переходом оказалось достаточно большим ~400|Юст [51]. Поэтому зтверждается, что электронная система упорядоченных ВТСП очень близка к андерсоновскому переходу металл-даэлектрик и даже при небольших степенях беспорядка, несмотря на металлический характер проводимости, существует локализационные состояния. Причем локализация приводит к уменьшению Тс и в области сильной локализации сверхпроводимость полностью исчезает [51].

При обсуждении результатов облучения поликристаллических образцов необходимо отметить следующие особенности. Во-первых, применение массивных образцов значительно сужает возможный диапазон по энергиям и типу частиц. Это могут быть либо нейтроны [51], либо очень высокоэнергетичные ионы [37]. Во-вторых, затруднена интерпретация результатов особенно по р и р(Т), поскольку трудно отделить вклад от межгранульных слабых связей, обладающих менее выраженными сверхпроводящими и резистивными свойствами. В-третьих,

кристаллиты ориентированы относительно друг друга произвольным образом, поэтому "размываются" эффекты связанные с анизотропностью свойств. Это валено, потому что ВТСП соединения имеют слоистую структуру и определяющую роль в проводимости играют Си-О плоскости [20].

После того как была отработана технология напыления тонких эпитаксиальных пленок [92], стали возможны эксперименты по облучению с использованием частиц различного типа и энергий. Уже в первых работах по изучению эффектов радиационного разупорядочения в новых сверхпроводниках [24, 28-32,34-36,38,39,41] были установлены наиболее общие свойства, а именно: критическая температура Тс и критический ток ]с уменьшается с ростом дозы облучения и обращается в нз'ль при некоторой критической концентрации дефектов, при этом сопротивление р начинает неограниченно расти. Таким образом радиационное разупорядочение приводит к фазовому переход} сверхпроводшпс-полупроводшпс и, следовательно, теорема Андерсона полностью нарушается в ВТСП [47]. В пользу фундаментальности причин уменьшения Тс и }с говорит общность полученных данных для различных видов обл^ения (нейтроны, электроны, ионы и др.), то есть - универсальность зависимости [47].

Совершенно необычными оказались результаты по измерению Д в разунорядочённых образцах. Оказалась возможной такая1 ситуация, когда Тс измеренная резистивным способом обращается в нуль, а спектральные характеристики продолжают демонстрировать наличие щелевой особенности [53]. Таким образом Тс, возможно, не является истинной температурой распаривания. Этот экспериментальный факт' объясняется в рамках теоретической модели, основанной на представлении о-локализации части конденсата пар в поле

дефектов [70]. Данная модель предсказывает фазовый переход сверхпроводник-полупроводник при определенной концентрации немагнитных дефектов п'т и описывает особенности этого фазового превращения. В частности показано, что пст соответствует, фактически, минимальной металлической проводимости в двумерии. Для проверки этого факта на эксперименте необходимо проварьировать зависимость ТАр) для различных Т^.

Здесь необходимо сделать следующие замечание. По сравнению с обычными сверхпроводниками, ВТСП - это многокомпонентные соединения допускающие различные стехиометрические комбинации. Особенно наглядно данная особенность проявляется в системе У|Ва?Сиз07, где уменьшение содержания кислорода приводит к изменению сверхпроводящих и нормальных свойств [61]. Таким образом для ВТСП имеется как бы дополнительная степень свободы и есть уникальная возможность исследования эффектов радиационного разупорядочения в образцах с различной Т'д), то есть можно моделировать ситуацию аналогичную для А-15 и получить, тем самым, информацию, хотя и косвенную, об особенностях "зонных" параметров электронной подсистемы в ближайшей окрестности ее.

По ходу работы оказалось возможным проверить некоторые предположения относительно симметрии параметра порядка в ВТСП. Действительно, зависимость критической температуры от концентрации немагнитных дефектов качествегщо различаются для сверхпроводников с 5 и с1 -спариванием [64]. Сравнив экспериментальные зависимости критической температуры от концентрации радиационных дефектов с теоретическими, можно : сделать определенные выводы о симметрии параметра порядка. Подчеркнем, что

в силу вышеуказанных причин, подобные результаты невозможно получить на поликристаллических образцах.

Для решения поставленных задач требуется отработка специальных технологий приготовления образцов с контролируемыми исходными свойствами, причем актуальным остается вопрос качества исследуемых образцов. Известно, что тонкие эпитаксиальные пленки позволяют решить проблемы связанные с однородностью образцов, однородностью облучения и получить воспроизводимые физические результаты.

Цель работы. Целью настоящей работы была отработка методики приготовления высококачественных тонких пленок У^агСщОб+х с различной кислородной стехиометрией, исследование влияния ионого облучения на критическую температуру и удельное электросопротивление данных пленок. Сравнение экспериментальных результатов с теоретическими моделями.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые на тонкопленочных образцах У^агСизОб+х с различной исходной критической температурой проведено детальное исследование резистивных и сверхпроводящих свойств фазового перехода сверхпроводник-полупроводник,

| наблюдающегося в ВТСП при радиационном разупорядочении. ■ Экспериментально установлены характерные особенности данного фазового превращения. .ипл

2. Впервые исследовано влияние температуры облучения на критические параметры пленок У^агСщОб+х^ с различной кислородной стехиометрией.

Низкотемпературное облучение позволило отсечь эффекты, связанные с отжигом радиационных дефектов, что значительно упростило физическую картину. 3. Экспериментальные результаты позволили провести сравнительный анализ с теоретическими зависимостями, рассчитанными в рамках традиционных представлений о взаимодействии, ведущем к спариванию, при различной степени анизотропии параметра порядка; моделями, разработанными для интерметаллических соединений со структурой А-15; и современными концепциями ВТСП. Получены достаточно убедительные аргументы, свидетельствующие о: неприменимости к ВТСП модели с пиком плотности состояний, разработанной для А-15; л - анизотропной симметрии параметра порядка в ВТСП; и обоснованности физических предпосылок в теоретической модели локализованного бозе конденсата.

Практическая ценность работы. Полученные в диссертации результаты в значительной степени дополняют имеющийся экспериментальный материал о поведении ВТСП при химическом и радиационном воздействии и являются определенным шагом на пути понимания физики сверхпроводимости в данных материалах. Результаты работы могут быть применены для прогнозирования влияния дефектов на физические свойства ВТСП при использовании их на практике.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Методика приготовления эшггаксиальных тонких пленок У^агСизОб+х с различным содержанием кислорода. г

2. Экспериментальные зависимости критической температуры Тс от флюенса F: температурные зависимости удельного электросопротивления р(Т), при различных F; зависимости критической температуры Тс от остаточного удельного электросопротивления рл- полученные при облучении ионами 4Не+ с энергией Е-\.2MeV, вышеупомянутых образцов, при температурах облучения 300 и 13К.

3. Сравнительный анализ экспериментальных зависимостей с предсказаниями теоретических моделей, разработанными как для сверхпроводников А-15, так и для BTCTL

Апробация результатов. Результаты настоящей диссертации опубликованы в шести статьях, в журналах: СФХТ, ЖЭТФ, Czechoslovak Joyrnal of Physics, a также представлены в докладах на 21-ой международной конференции "Low Temperature Physics" (Прага, S-14 августа, 1996); на межотраслевом научно-техническом семинаре "Современная Технология Получения Материалов и Элементов Высокотемператзрных Микросхем" (Минск, 17-21 сентября, 1990).

Структура и объем диссетации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 109 наименований. Диссертация содержит 102 страницы машинописного текста, включая^ таблиц и 31 рисун.0К.

Заключение диссертации по теме «Сверхпроводимость», Коньков, Константин Эдуардович

Заключение

Диссертационная работа посвягаена детальному экспериментальному исследованию сверхпроводящих и резистивных свойств фазового перехода сверхпроводник-полупроводник, который наблюдается при радиационном раз упорядочении ВТСП. Были измерены экспериментальные зависимости ТС(Р, 7\Д Тс{р0,Тс0)\ р(Т,Р) при облучении образцов ВТСП однозарядными ионами Не+ с энергией Е=1.2МеУ. Новизна работы состоит в том, что подобные результаты получены на высококачественных тонких эпитакспальных пленках У1Ва2СизОб+х с различной кислородной стехиометрией (т.е. различной Тс0). Пленки приготовлены с помощью лазерной методики [96,97]. На наш взгляд, основным показателем качества пленок является токонесущая способность. Действительно, в условиях сильной анизотропии проводящих свойств большие сверхпроводящие токи невозможны при произвольной ориентации кристаллических блоков и плохом электрическом контакте между ними. Приготовленные сверхпроводящие образцы обладали значительной токонесущей способностью - ус(13К) =(10бн-107)Асш"2, что позволило получить достоверные и воспроизводимые результаты по р и р(Т). Кроме того, небольшая толщина пленок «ЮОпт позволяет добиться однородности распределения радиационных дефектов по объему, поскольку толщина как минимум на порядок меньше проэктивного пробега частиц при облучении ионами с такой энергией.

Постановка задачи обусловлена следующими физическими предпосылками. Достаточно подробно изучено влияние радиационного воздействия на свойства интерметаллидов А-15 [22]. Для материалов этого класса обнаружена совершенно четкая зависимость характера изменения Тс с ростом дозы облучения Г от исходного значения Тс0: при малых Тс<) облучение приводит к начальному росту

Тс, л при больших - к падению 7\. Разработано теоретическое обоснование экспериментально наблюдаемых свойств - модель с пиком плотности состояний Ще) [67], в соответствии с которой сверхпроводники А-15 можно классифицировать на "низкотемпературные" (МозБ!, Моз<Зе) и "высокотемпературные" (МЬзБп, ЫЬзА1, КЬзОе). Образцы ВТСП с различной Тс0 можно получить изменив определенным образом стехиометрию, конкретно кислородную для УВаСиО [61]. В условиях , когда нет однозначной информации о состоянии электронной подсистемы в ВТСП (т.е. Мег)), исследования влияния радиационного воздействия на Тс таких объектов, несомненно научно обоснованны. Соответственно были получены зависимости ТС{Г) при ионном облучении пленок У^агСизОб+х с различной Тс0. Тенденция изменения Тс оказалась прямо противоположной той, которая наблюдалась для А-15. При уменьшении Тс<1 скорость подавления Тс растет и начиная с некоторого значения остается примерно постоянной. Поэтому не подтверждается информация о наличии пика вблизи ег и при дальнейшем обсуждении результатов по облучению мы полагали МЕгрсошг.

В предшествующих работах на поликристаллических образцах [51] было обнаружено, что радиационное воздействие на ВТСП приводит к локализационному характеру проводимости. Согласно [50] данный эффект носит пороговый характер и проявляется когда величина остаточного сопротивления р0 превышает некоторое критическое значение рс0 , причем в двумерии это универсальная характеристика. Поликристаллнческие образцы имеют достаточно высокие ро, поэтому локализациовшые состояния наблюдаются при малых

степенях беспорядка. Соответственно утверждается, что локализация приводит к уменьшению Тс и, в конечном счете, полному подавлению сверхпроводимости [51].

Для тонких пленок величина р0(1?=0) оказалась близкой к нулю, причем из-за сильной температурной зависимости ДГ), это остается справедливым и для кислородно-дефинитных образцов. В этом случае локализационный характер проводимости, характерный для двумерия, наблюдался, когда 7X0=0) обращалась в нуль. До этого момента зависимости р(Т) при различных флюенсах сохраняют металлический характер проводимости и, следовательно, при малых концентрациях дефектов влияние локализационных состояний на Тс, видимо, не столь существенно. Поэтому стоит рассмотреть и другие возможные механизмы воздействия беспорядка на свойства ВТСП.

В работе [70] предложена модель локализованного бозе-конденсата, которая предсказывает фазовый переход из сверхтекучего в локализационное состояние и в двумерном случае линейную зависимость приведенной критической

температуры Тс/Тс(1 от д», причем величина р\ (/?- численный коэффициент

е"

порядка 1), при которой 7^=0, соответствует максимальному сопротивлению слоистого квазидвумерного металла р0т^

Зависимости Тс /Тс0 от ро установлены нами в очень широком диапазоне 0.2 < Тс /Т^ <1. Это дает возможность оценить величину рс0. Наиболее важный

результат состоит в том, что при низкотемпературном облучении (7*^=1 ЗК) рс0 оказалось одинаковым для образцов с различной Тс0 и по поряжу величины совпадает с ро^

Кроме того, данная теоретическая модель описывает и другие особенности фазового превращения сверхпроводник-полупроводник, а именно изменение наклона зависимости TC(F) для различных Т^. Действительно, согласно [70], наклон определяется отношением Т^ / Sf, которое по мере уменьшения концентрации подвижных носителей (т.е. Sf), а в нашем случае при уменьшении кислородного содержания в У|Ва2СщОб+х [59], приближается к 1. Поэтому наклон растет при уменьшении Т^ и начиная с некоторого значения остается постоянным. Соответствующие особенности на зависимостях TC{F) установлены нами экспериментально.

Таким образом, предсказания сделанные данной теоретической моделью подтверждаются на эксперименте.

По ходу работы оказалось возможным сделать определенные выводы по симметрии параметра порядка Д в ВТСП. Согласно [64] зависимости Тс / Т^ от концентрации немагнитных дефектов пт качественно различаются для сверхпроводников с s ad- спариванием: для s - х=0, а для d - %= 1, где % -параметр анизотропии Д. В условиях, когда при различных <|люенсах облучения сохраняется металлический характер проводимости и зависимости р(Т) сохраняют одинаковый наклон, величину ро можно напрямую связать с п^ через плазменную частоту ®ы [65]. Наилучшее соответствие теории с экспериментом достигается при X «0.2, но только в диапазоне 0.5+0.6 < Тс /Тс0 <1. Добиться соответствия при всех Тс/Тл путем подборах не здается. Малость % позволяет объяснить относительно

слабую

(по крайней мере, гораздо более слабую, чем при d - спаривании)

чувствительность Тс к атомному раззтюрядоченшо.

Итак, при 0.5*0.6 < ТуГ.р < 1 экспериментальные данные согласуются с теоретическими зависимостями Тс{р0), полученными для сверхпроводника с анизотропным ^-спариванием в рамках модели БКШ, а при Тс1Тсй < 0.5 - с моделью локализации бозе-конденсата, имеющего анизотропную ¿-симметрию.

Необходимо отметить, что работа выполнена в сотрудничестве с несколькими научными группами: рентгенострукгурного анализа, неравновесной сверхпроводимости и теоретической физики. Результаты совместных работ опубликованы в научных журналах. Взаимодействие с теоретиками наполнило экспериментальные результаты физическим содержанием.

В целом, диссертация носит экспериментальный характер. Автор имеет непосредственное отношение к отработке технологии лазерного напыления пленок и соответственно приготовлению образцов, измерению сверхпроводящих и резистивных характеристик, а также принял активное участие в экспериментах по облучению.

К недостаткам работы можно отнести следующее: исследования выполнены только на образцах системы УВаСиО, хотя и с различной Тс0. Кроме того, для облучения использовались только ионы 4Не+ с энергией Е=1.2МеУ. Данные обстоятельства несколько сужают возможности обобщения результатов в целом по ВТСП и по радиационному воздействию на ВТСП.

Основные результаты и выводы: 1. Методом лазерного напыления приготовлены эпитаксиальные тонкие пленки У]Ва2СизОб+х с различной кислородной стехиометрией (0.2<х<1). Дефицит кислорода приводит к уменьшению Тс и росту р. Значительная токонесущая способность, небольшая ширина сверхпроводящего перехода и однородность

структуры позволяют считать данные образцы удобными модельными объектами для исследования эффектов радиационного разупорядочения ВТСП.

2. В результате облучения пленок У^агСизОб+х с различной кислородной стехиометрией ионами 4Не+ с энергией £'=1.2МеУ при различной температуре, получены экспериментальные зависимости ТС(Р), РСП, Тс{ро). Низкотемпературное облучение позволило исключить эффекты связанные с отжигом и получить наиболее достоверные данные по влиянию радиационного разупорядочения на Тс и р ВТСП соединений с различной исходной Тс{),

3. Установлено, что при уменьшении Тс</, зависимости ТС{Р) не имеют участков, где наблюдался бы рост Тс с увеличением дозы облз'чения, , как это было для сверхпроводников со структурой А-15. у которых разупорядочение приводит к размыванию пика плотности состояний вблизи уровня Ферми. Наоборот, скорость подавления критической температуры - | с!ТМГ | растет с понижением Тсо и с некоторого значения остается постоянной. Это свидетельствует о совершенно 1шом механизме подавления сверхпроводимости при радиационном воздействии, тем самым, не подтверждается наличие пика А7(е) вблизи 8г. Поэтому модель с пиком плотности состояний, разработанная для А-15, видимо, не подходит для ВТСП.

4. Наиболее важный экспериментальный результат заключается в том, что велишша рс0. при которой Тс обращается в нуль, оказалась одинаковой для образцов с различной Тс0 и по поряжу величины совпадает с минимальной проводимостью слоистого (квазидвумерного) металла. Данный экспериментальный факт был предсказан теоретической моделью, основанной на представлении о локализации конденсата куперовских пар в поле дефектов. В рамках данной модели удается объяснить и ряд дрзтих особенностей фазового

перехода сверхпроводник-полуггроводешк, установленных экспериментально в данной работе: линейность зависимости Т.(Ра)\ локализационный характер проводимости после обращения Тс в нуль; изменение наклона зависимостей T,(F) для образцов с различным Тс0. Таким образом предсказания сделанные данной моделью находят свое экспериментальное подтверждение.

5. Анализ полученных в настоящей работе экспериментальных данных по влиянию радиационных дефектов на критическую температуру и остаточное удельное электросопротивление ВТСП свидетельствует в пользу ¿-анизотропной симметрии параметра порядка, против ¿-волновой картины

высокотемпературной сверхпроводимости.

В заключении хочу выразить благодарность своему научному руководителю профессору В.Ф. Елесину за постоянное внимание и консультации в процессе выполнения работы; руководителю своей научной грхтгпы A.C. Молчанову - за методическое и инженерное содействие при выполнентг экспериментальной части диссертации; В.Е. Жучкову, П.Б. Жилину и техническому персоналу циклотрона МИФИ - за помощь при облучении; J1.A. Опенову и A.B. Крашенинникову - за ценные замечания и плодотворные дискуссии; Е.В. Калинину и А.Н. Гориявчеву - за формирование на пленках мостиковых структур; П.В. Братухину и C.B. Шавкину - за проведение рентгено структурного анализа; а также всем сотрудникам кафедры "Физики и технического применения сверхпроводимости" - за поддержку и полезные советы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Коньков, Константин Эдуардович, 1997 год

Список литературы:

1. Bednorz J.G. , Muller К.A. Possible High -Tc Superconduktivity in the Ba-La-Cu-O System - Z. Phys.B-Condensed Matt., V.64, 1986, pp. 189-193.

2. M.K.Wu, J.R.Ashburn, C.T.Torng, P.H.Hor et al. Superconduktivity at 93K in a New Mixed Phase Y-Ba-Cu-O compaund Sustem at Ambient Pressure -Phys.Rev.Lett., V.58(9), 1987, pp.908-910.

3. E.Agostinelly, G.Balestrino, D.Fiorani et al. Magnetic Investigation of Bi2Sr2CaCu2 О 8+x - Physica C, 162-164, 1989, pp.319-320.

4. U.Welp, W.K.Kwok, G.W.Grabtree et al. Magnetic Measurements of the Upper Critical Field of УВа2Сиз07.х Single Crystals - Phys. Rev. Lett., V.62Q6), 1989, pp.1909-1011.

5. Y.Horie, T.Yasuda, A.A.Youssef et al. Flux-Pinning Properties of YBaoCuiO? - Jap. Joum. of Appl. Phys., V.27(10), 1988, L1895-L1899.

6. Z.Yuheng, M.Xianglei, C.Lin, and C.Xiaowen. The Magnetic Propcties of Superconducting Tl-Ba-Ca-Cu-O System - Physica C, 162-164, 1989, pp.691-692.

7. H.C.Yangt, B.D.Yaot, and H.E.Horng. Field Penetration Depth in RBa2Cu3 07.y R=Y and Gd - Supercond. Scl. Technol. 1, 1988, pp.160-162.

8. J.R.Cooper, C.T.Chu, L.W.Zhou et al. Determination of the Magnetic Field Penetration Depth in Superconducting Yttrium-Barium-Copper Oxide: Deviation from the Bardeen-Cooper-SchriefTer Laws - Phys.Rev.B, V.37(l), 1987, pp.638-641.

9. Y.Matsuda, T.Hirai, S.Komiyama et al. Magnetoresistance of с Axis-Oriented Epitaxial YBa2Cu307.x Films - Phys.Rev.B, V.40(7-B), pp.5176-5179.

10. M.Okhubo, T.Kachi and T.Noritake. Ion-Channeling Analysis for Epitaxial YiBa2Cu30x Superconducting Thin Films by Laser Deposition - Physica C, V.160, 1989, p.p.480-488.

11. A.Poddar, P.Mandal, A.N.Das et al. Electrical Resistivity, Magnetoresistance, Magnetisation, Hall Coefficient and Excess Conductivity in Pb-Doped Bi-Sr-Ca-Cu Oxides - Physica C, V.161, 1989, p.p.567-573.

12. А.И.Головашкин. С.И.Красносвободцев. И.В.Курченко. Е.В.Печень -Эффект Холла и ТермоЭДС в Монокристаллических Пленках УВагСщО?.* и НоВа2Сиз07-х -Письмав ЖЭТФ. т.48, в.1, 1988, стр.27-29.

13. T.Terashima, Y.Bando, K.Lijuma et al. In Sity Growth of Supercondukting Nd-Ce-Cu-O Thin Films - Appl.Phys. Lett.,V.56(7), 1990, pp.677-679.

14. J.R.Kirtley, R.T.Collins, P.Fritas et al. Tunneling and Infrared Measurements of the Energy Gap in the High - Critical - Temperature Superconductors Y-Ba-Cu-O - Phys.Rev.B, V.36(16),1987, pp.8846-8849.

15. P.Chaudhari, R.T.Collins, P.Fritas et al. Properties of Epitaxial Films of YBa2Cu3O7.fi - Phys.Rev.B, V.36(16), 1987, pp.8903- 8906.

16. А.Ф.Андреев. Я£ЭТФ. т.46, 1964, стр.1823.

17. Y.F.Elesin, A.A.Sinchenco, A.A.Ivanov, S.G.Galkin. Andreev Reflection in Au-Bilayer: Ag-YBa2Cu307.s (S=0;0.3) - Physica C, V.213, 1993, pp.490-494.

18. T.W.Jing, Z.Z.Wang, N.P.Ong. Andreev Reflection and the Proximity Effect in Au УВагСизО? Junction With Ultra-Low Interface Resistance - Physica C, Y.162-164, 1989, pp.1061-1062. !

19. Hoevers H.F.C., Van Bentum P.J.M., Van de Limput L.E.C. et al. Determination of the Energy Gap in Thin УВа2Сиз07.х Film by Andreev Reflection and by Tunneling - Physica C, V.152, 1988, pp.105-110.

20. И.А.Аброян. В.Я.Величко. Влияние Ионного Облучения на Свойства Высокотемпературных Сверхпроводников - Известия Академии Наук СССР, т.54(7), 1990, стр. 1396-1403.

21. H.Bemas, J.Lesueur, P.Nedellec et al. Ion Beam Irradiation Studies of High-7C Temperature Superconductors - Nucl.Instr.and Meth. in Phys.Res. В, У.46, 1990, pp.269-275.

22. A.C. Александров, B.E. Архипов, Б.Н. Гощицкий, В.Ф. Елесин. Влияние облучения на физические свойства перспективных упорядоченных сверхпроводников - М., Энергоатомиздат, 1989.

23. С.В.Антоненко. И.Ю.Безотосный. А.И.Григорьев и др. Влияние Ионного Облучения на Свойства Оксидных Высокотемпературных Сверхпроводников -Письма в ЖЭТФ. т.46, в.9, 1987, стр.362-364.

24. С.В.Атоненко. АИ.Головашкин. В.Ф.Елесин и др. Изменение Критических Характеристик Пленок ВТСП под Воздействием Низкотемпературного Ионного Облучения - Письма в ЖЭТФ, т.14, в.20, 1988, стр. 1828-1831.

25. С.А.Давыдов. А.Е.Карькин. А.В.Мирмельштейн и др. Влияние Нейтронного Облучения на Сверхпроводящие Свойства Соединения La-Sr-Ca-Cu-O - ФММ. т.64, в.2, 1987, стр.399-400.

26. H.Kupfer, I.Apfelstedt, W.Schaner et al. Fast Neutron Irradiation of УВа2Сиз07.х - Z. Phys.B-Condensed Matt., V.69, 1987, pp.167-171.

27. GJ.Clark, F.K.LeGoues, A.D.Marwick et al. Ion Amortization of УВагСщО* -Appl.Phys.Lett., V.51(18), 1987, pp. 1462-1464.

28. J.Geerk, G.Linker, O.Meyer et al. Thin Films Sunthesis and Influence of

Irradiation-Induced Defects on the Superconductivity of La-Sr-Cu-O Z .Phys.

/

B-Condensed Matt., V.67, 1987, pp.507-511.

29. O.Meyer, B.Egner, J.Geerk et al. Epitaxial Growth of YBa2Cu307 Thin Films and the Influence of Ion Irradiation on Transport Properties Nucl.Instr.and Meth. in Phys.Res. B, V.37/38, pp.917-922.

30. A.Iwase, N.Masaki, T.Iwata et al. Effect of 120MeV 16 О Ion Irradiation at Low Temperatures on Superconducting Properties of УВа2Сиз07.х and Lai.8-Sro^-Cu-04 -Jap. Journ. of Appl. Phys., V.27(ll), 1988, L2071-L2074.

31. A.E.White, K.T.Short,R.C.Dynes et al. Controllable Reduction of Critical Currents in УВа2Сиз07.8 Films - Appl.Phys.Lett., V.51(ll), 1988, pp.1010-1012.

32. A.E.White, K.T.Short, J.P.Gapno et al. Implantation, Damage, and Regrowth of High Tc Superconductors - Nucl.Instr. and Meth. in Phys. Res. B, V.37/38, 1989, pp.923-929.

33. В.Ф.Елесин. И.А.Руднев. Влияние Радиационных Дефектов на Коэффициент Холла в УВа2Си307-5 - СФХТ. т.3(7), слр.108.

34. H.Matsue, S.Ito, I.Nakagawa et al. Elektron Irradiation of Y-Ba-Cu Oxides -Jap. Journ. of Appl. Phys., V.27(7), 1988, L1281-L1283.

35. G.C.Xiong, H.C.Linker, and O.Meyer. - Phys.Rev.B, V.38(l), 1988, p.240.

36. J.O.Willis, D.W.Cooke, R.D.Brown et al. Proton Radiation Damage in Superconducting EuBa2Cu307 and GdBa2Cu30 - Appl.Phys. Lett., V.53(5), 1988, pp.417-419.

»

37. D.Bourgault, S.Bouffard, M.Toulemonde et al. Modification of the Physical Properties of the High-Tc Superconductors УВа2Сиз07-х (0.1<x<0.7) by 3.5-GeV Xenon Ion Bombardment - Phys.Rev. B, V.39(10), 1989, pp.6549-6554.

38. O.Meyer, B.Egner, G.C.Xiong et al. Ion Beam Modification and Analysis of Singli Crystalline YBa2Cu307 Thin Films - Nucl.Instr. and Meth in Phys. Res. B, V.39, 1989, pp.628-634.

39. I.S.Gergis, P.H.Kobrin, J.F.DeNatale el al. Low Activation Energy Damage in Ion Bombardered УВа2Сиз07-х Thin Films - Proc. SPIE, V.1187, 1989, pp.275-281.

40. S.Matsui, H.Matsutera, T.Yoshitake el al. High-rc Superconductor Characteristics Control by Ion Implantetion - Nucl.Instr. and Meth. in Phys. Res. B, V.39, 1989, pp.635-639.

41. B.Hensel, B.Roas, S.Henke el al. Ion Irradiation УВа2Сиз07 Films: Effect of Electronic Energy Loss - Phys.Rev.B, V.42, 1990, pp.4135-4142.

42. Yu.Petrushenko, I.M.Nekludov, A.N.Sleptsov et al. Recovery Processes in УВагСщСЬ-х Single Crystals after Low Temperature Irradiation.- Physisa B, V.169, 1991, pp.711-712.

43. T.Terai, T.Furuta, T.Masage et al. Changes of Superconductivity and Crystal Structure on Ва2УСизС>7.х IMeV Ar+ Ion Irradiation - Jap. Journ. of Appl. Phys., Y.30(4B), 1991, L728-L731.

44. A.Iwase, N.Masaki, T.Iwata, T.Nihira. Non-Ohmic Resistive State in Ion-Irradiated YBa2Cu307.x - Physica C, V.174, 1991, pp.321-328.

45. Y.Li, C.Ren, G.Chen, and S.Zou. Ion Beam Controllable Modification of УВа2Сиз07-х Superconducting Thin Films - J.Appl.Phys., V.69(l 1), 1991, pp.79157917.

46. K.Shiraishi. Irradiation Effects in Ва2УСиз07 Superconductor - Journ. of Nucl. Mater., V.169, 1989, pp.305-313.

47. В.Ф.Елесин И.А.Руднев. Влияние Радиационных Дефектов на Критический Ток Высокотемпературных Сверхпроводников - СФХТ. т.4(11), 1991, стр.20552071.

48. G.J.Clark, A.O.Marwick, R.H.Koch, R.B.Laibowitz. Effect of Radiation Damage in Ion-Implanted Thin Films of Metal-Oxide Superconductors -Appl.Phys.LetL, V.51(2), 1987, pp.139-141.

49. S.Matsui, H.Matsutera, T.Yoshitake, and T.Satoh. Radiation Damage Effects in Ion-Implanted Bi-Sr-Ca-Cu-O Superconducting Thin Films - Appl.Phys.Lett., V.53(21), 1988, pp.2096-2098.

50. Н.Мотх, Э.Дэвис. Электронные Процессы в Некристаллических Веществах -М.: Мир, 1982.

51. Б.А.Алексашин. В.И.Воронин. С.В.Верховский и др. Эффекты Локализации в Атомно-Разупорядоченных Высокотемпературных Сверхпроводниках - ЖЭТФ. т.95, в.2, 1989, стр.678-697.

52. J.M.Valles, А.Е.White, K.T.Short et al. Ion-Beam-Induced Metal-Insulator Transition in YBa2Cu307.8 :A Mobility Edge - Phys. Rev.B, V.39, 1989, pp.1159911602.

53. В.Ф.Елесин. А.А.Синченко. Влияние Дефектов на Энергетическую Щель в YBa2Cu307-x. Измеряемую с Помощью Андреевского Отражения - ЖЭТФ. т. 104, 1993, сяр.3801-3809.

54. M.O.Ruault, H.Bernas, J.Lesuer et al. Irradiation-Induced Ortorombic-to-Tetragonal Phase Transition in RBa2Cu307.x (R=Eu,Gd) - Europhys.Lett., V.7(5), 1988, pp.435-439.

55. T.Kato, K.Usami, J.Kumya, and S.P.Matsuda. Effect of Hydrogen Ion Implantation on Superconductivity in УВагСиз07.х - Jap. Journ. of Appl. Phys., V.27(6), 1988, L1104-L1106.

56. M.Suzuki. Hall Coefficient and Optical Properties of La2.x SrxCuO Single-Crystal Thin Films - Phys. Rev.B, V.39(4), 1989, pp.2312-2320.

57. C.Kendziora, M.C.Martin, J.Hartge et al. Wide-Range Oxygen Doping of Bi2Sr2CaCu208+5 - Phys.Rev.B, V.48(5), 1993, pp.3531-3533.

58. Y.Kubo, Y.Shimakava, T.Hanoko et al. Transport and Magnetic Properties of Tl2Ba2Cu08+8 Showing a ¿/-Dependent Gradual Transition from an 85-K Superconductor to a Nonsuperconducting Metal - Phys.Rev. B, V.43(10-A), 1991, pp.7875-7882.

59. E.C.Jones, D.K.Christen, J.R.Tompson et al. Hall Effect and Resistivity of Oxygen-Defecient YBa2Cu307.5 Thin Films - Phys.Rev.B, V.47(14), 1993, pp.89868995.

60. H.Takagi, T.Ido, S.Ishibashi et al. Superconductor-to -Nonsuperconductor Transition in (Lai.jtSrx) CuGj as Investigated by Transport and Magnetic Measurements - Phys.Rev.B, V.40(4), 1989, pp.2254-2261.

61. RJ.Cava, B.Batlogg, C.H.Chen. Single-Phase 60K Bulk Superconductor in Amrealed Ba2YCu307-s (0.3<6<0.4) with Correlation Oxygen Vacancies in Cu-O Chains - Phys.Rev. B, V.36, 1987, pp.5719-5722.

62. P. Chaudhari, S.-Y. Lin, Phys. Rev. Lett. 72, 1084 (1994); A. G. Sun, D. A. Gajewski, M. B. Maple, R. C. Dynes, Phys. Rev. Lett. 72, 2267 (1994); J. Buan, B. P. Stojkovic, N. E. Israeloff et al., Phys. Rev. Lett. 72, 2632 (1994).

63. D. A. Wollman, D. J. Van Harlingen, W. C. Lee, et al., Phys. Rev. Lett. 71, 2134 (1993); J. R. Kirtley, C. C. Tsuei, J. Z. Sun, et al., Nature 373, 225 (1995); D. A. Brawner and H. R. Ott, Phys. Rev. B 50, 6530 (1994).

64. A. A. Abrikosov, Physica 214 C, 107 (1993); M. R. Norman, Phys. Rev. Lett. 73, 3044 (1994); R. Fehrenbacher, M. R. Norman, Phys. Rev. B 50 3495 (1994).

65. R. J. Radtke, K. Levin, H.-B. Schüttler, M. R. NormaJ, Phys. Rev. B 48, 653 (1993).

66. P.W.Anderson. - J,Phys.Chem., Sol, V.l 1, 1959, p.26.

67. А.С.Александров. В.Ф.Елеснн. М.П.Казеко. К Теории Влияния Радиационных Дефектов на Критическую Температуру

Сверхпроводников - ФТТ. т.21, 1979, стр.2062-2072.

68. L.N.Bulaevskii, M.V.Sadovskii. Anderson Localization and Superconductivity -Joum. of Low Temper.Phys., V.59, 1985, pp.89-113.

69. P.W.Anderson, K.A.Muttalib, T.V.Ramakrishnan, Theory of the "Universal" Degradation of the Tc in Hightemperature Superconductors - Phys.Rev. B, V.28(l), 1983, pp.117-120.

70. В.Ф.Елесин. Фазовый Переход Сверхпроводник-Полупровдник в Хаотическом Поле Дефектов - ЖЭТФ.105, в.1(1), 1994, стр. 168 71. П.Де Жен. Сверхпроводимость Металлов и Сплавов - М.: Мир. 1968.

72. В.Ф.Елесин. О Механизме Влияния Немагнитных Примесей на Критическую Температуру Высокотемпературных Сверхпроводников - СФХТ. т.4(4), 1991, стр.658-660.

73. В.Ф.Елесин. В.А.Кашурников и др. Энергия Связи Электронов или Дырок в Кластерах Си-О: Точная Диагонализация Гамильтониана Эмери - ЖЭТФ. т.99(1), 1991, стр.237-249.

74. A. G. Sun, L. М. Paulius, D. A. Gajewski, et a!., Phys. Rev. В 50, 3266 (1994).

75. R. Liang, Т. Nakamura, H. Kawaji, et al., Physica С 170, 307 (1990).

76. Т. R. Chien, Z. Z. Wang, N. P. Ong, Phys. Rev. Lett. 67, 2088 (1991).

77. A. Carrington, A. P. Mackenzie, С. T. Lin, J. R. Cooper, Phys. Rev. Lett. 69, 2855 (1992).

78. G. Ilonca, M. Mehbod, A. Lanckbeen, R. Deltour, Phys. Rfiv. В 47, 15265 (1993).

79. В. Fisher, J. Genossar, L. Patlagan, G. M. Reisner, Phys. Rev. В 48, 16056 (1993).

80. G. Ilonca, A. V. Pop, M. Ye, et al., Supercond. Sci. Technol. 8, 642 (1995).

81. A. Odagawa, Y. Enomoto, Physica С 248, 162 (1995).

82. D. J. C. Walker, A. P. Mackenzie, J. R. Cooper, Phys. Rev. В 51, 15653 (1995).

83. К. Mizuhashi, К. Takenaka, Y. Fukuzumi, S. Uchida, Phys. Rev. В 52, R3884 (1995).

84. M. B. Maple, B. W. Lee, J. J. Neumeier, et al., J. Alloys Compounds 181, 135 (1992).

85. J. M. Valles, Jr., A. E. White, К. T. Short, et al., Phys. Rev. В 39, 11599 (1989).

86. J. Giapintzalas, D. M. Ginsberg, M. A Kirk, S. Ockers, Phys. Rev. В 50, 15967 (1994).'-

87. Ratan Lai, V. P. S. Awana, S. P. Pandcy, et al., Phys. Rev. В 51, 539 (1995).

88. G. Xiao, A. Bakhshai, M. Z. Cieplak, et al., Phys. Rev. В 39, 315 (1989).

89. M. Z. Cieplak, G. Xiao, A. Bakhshai, C. L. Chien, Phys. Rev. В 39, 4222 (1989).

90. В. von Hedt, W. Lisseck, K. Westerholt, H. Bach, Phys. Rev. В 49, 9898 (1994).

91. P. Sumana Prabhu, M. S. Ramachandra Rao, U. V. Varadaraju, G. V. Subba Rao, Phys. Rev. В 50, 6929 (1994)

92. А.И.Головашкин. С.И.Красносвободцев. Е.В.Печень. В.В.Родин. Свойства Пленок и Покрытий на Основе Лантановой и Итриевой Керамик - Краткие Сообщения по Физике № 9, 1987, стр.39-41.

93. J.B.Boyce, G.A.N.Connell, D.K.Fork et al. In-situ Growth of Superconducting YBa2CujOy Films by Pulsed Laser Deposition. - Proc. SPIE, V.1187, 1989, pp.136147.

94. T.Nagaishi, H.Itozaki, S.Tanaka et al. УВагСизО?.* Thin Film Preparation by Laser Ablation - tap. Journ. of Appl. Phys., V.30(4B), 1991, pp.L718-L721.

95. А.А.Иванов. П.В.Братухин. С.Г.Галкин и др. Особенности Лазерного Напыления Эпитаксиальных ВТСП Пленок - СФХТ. т.5(4), 1992, стр.724-731.

96. КЭ.Коньков. А.С.Молчанов. Получение Пленок Y-Ba-Cu-O Методом Лазерного Напыления - СФХТ. т.5(4), 1992, стр.738-742.

97. П.В.Братухин. В.Ф.Елесин. П.Б.Жилин. Влияние Дефицита Кислорода на Критические и Структурные Параметры Пленок УВа2СизОх - СФХТ. т.5(10), 1992, стр.2315-2319.

98. M.Okhubo, T.Kachi, T.Hioki, and J.Kawamoto. Oxygen Content Control for as-Deposited УЪа2СизОх Thin Films by Oxygen Pressure During Rapid Cooling Following Lasgr Deposition - Appl. Phys. Lett. V.55(9), 1989, p.899-901.

99. M.Ohkubo, T.Kachi, and T.Hioki. Epitaxial YBa2Cu3Ox Thin Films with x=6-7 by Oxygen in-Diffusion Following Laser Deposition - Journ. Appl. Phys., V.68(4), pp. 1782-1786

100. C.B. Антоненко, И.Ю. Безотосный, А.И. Григорьев и др. Влияние Облучения Ионами Гелия на Свойства Оксидных Высокотемпературных Сверхпроводников -Препринт МИФИ, 1988.

101. В.Ф.Елесин. П.Б.Жилин. В.Е.Жучков и др. Влияние Радиационных Дефектов на Критическую Температуру и Электроспротивление Пленок УВа2СизОх с Различной Исходной Концентрацией Дырок - СФХТ. т.5(12), 1992, стр.2315-23,19.

102. В.Ф.Елесин. П.Ю.Жилин. В.Е.Жучков. и др. Влияние Изотермического Отжига при Т=295К на Т„ р, jc Пленки УВа2Сиз07-б После Низкотемператзрного Ионного Облучения - СФХТ. т.6(2), 1993, стр.367-372.

103. Lehman М., Nolscher С., Adrian Н., et.al. - Superconductivity in d- and/- Band Mttals / Ed. W. Buckel, W. Weber, 1982, pp. 107-110.

104. A. M. Finkel'stein Y. E. Kataev, E. F. Kukovitskii, G. B. Teitel'baum, Physica С 168, 370 (1990).

105. J. M. Tarascón, E. Wang, S. Kivelson, et al., Phys. Rev. В 42, 218 (1990).

106. G. Xiao, M. Z. Cieplak, J. Q. Xiao, С. L. Chien, Phys. Rev. В 42, 8752 (1990).

107. В. Jayaram, H. Chen, J. Callaway, Phys. Rev. В 52, 3742 (1995).

108. E.M. Jackson, B.D. Weaver, G.P. Summers, et al, Phys. Rev. Lett. 74, 1995, p.3033.

109. В.Ф. Елесин, К.Э. Коньков, A.B. Крашенников, JI.А. Опенов. Анализ Экспериментов по Ионному Облучению Пленок УВагСизО?-*: ¿-спаривание или s-

спаривание? - ЖЭТФ, т. 10, в.2(8), стр.731-740.