Новости науки 04.05.01. Динамически вымороженная 2D-жидкость вихрей Абрикосова.

Строго говоря, в отличие от трехмерного случая, в двумерном случае не должно существовать аморфного состояния в системе вихрей Абрикосова. Тем не менее, в одном из последних выпусков Phys.Rev.Lett. появилась работа, в которой сообщается о наблюдении динамически вымороженной жидкости вихрей в ультратонких пленках YBa₂Cu₃O₇ при температурах существенно выше температуры плавления двумерного кристалла вихрей Абрикосова в отсутствии беспорядка.

Как известно, магнитное поле не проникает вглубь сверхпроводника (эффект Мейснера), однако при превышении некоторой критической величины сверхпроводимость исчезает (подавляется полем) и материал переходит в нормальное, несверхпроводящее состояние. При этом сверхпроводники делятся на две категории. У сверхпроводников первого рода при превышении критической величины магнитного поля (H_c) сверхпроводимость пропадает. У сверхпроводников второго рода выделяют два критических поля (H_c1 и H_c2). Когда напряженность магнитного поля превышает H_c1, сверхпроводящее состояние не разрушается, но магнитное поле начинает проникать в объем сверхпроводника в виде "нитей", называемых вихрями Абрикосова. По мере роста напряженности поля чисто вихрей растет, и при достижении величины H_c2 вихри сливаются и сверхпроводник переходит в нормальную фазу.

В "толстых" (трехмерных) сверхпроводниковых пленках вихри Абрикосова образуют двумерную кристаллическую решетку (минимуму свободной энергии отвечает треугольная решетка). При пропускании электрического тока на вихри действует сила Лоренца и они, в принципе, могут перемещаться. Однако в реальных сверхпроводниковых пленках существуют дефекты, которые обеспечивают "закрепление" (пиннинг) вихрей. Известно, что слабый беспорядок приводит к образованию аморфного состояния в системе вихрей в трехмерном случае. Строго говоря, в двумерном случае подобного состояния в системе вихрей существовать не должно. Однако в работе [1], при исследовании импеданса структур, содержащих ультратонкие (2,4 и 4,8 нм) пленки YBa₂Cu₃O₇, было обнаружено, что наблюдаемые температурные зависимости свидетельствуют о существовании ниже температуры T^*(w ) "коллективно закрепленной" (collectively pinned) динамически (характерный временной масштаб - 1/w ) вымороженной жидкости вихрей Абрикосова (или, говоря иными словами, сильно разупорядоченного твердого тела). Причем температуры перехода (около 70 K) существенно превышают ожидаемые температуры плавления двумерного кристалла вихрей в отсутствии беспорядка.

1. M.Calame, S.E.Korshunov, Ch.Leemann, and P.Martinoli. Phys.Rev.Lett. v.86, 3630 (2001).

перейти к началу страницы