Bi2Sr2CaCu2O8+δ单晶的钉扎力标度和磁通钉扎机制.pdf

No ·第30卷第2期 低 温 与 超 导 V01．3(J 2 ANDSUPERCONDUC，IIVITY2002 z002年5月 CRYOGENlCS May Bi2Sr2CaCu 208+8单晶的钉扎力 标度和磁通钉扎机制 VI (1安徽理工大学．淮南，23200】)。篙篡≥嚣淼 阱An (2中国科学技术大学材料科学与工程系．合肥．230026) 摘要：测量了Bi：sr。cacu：O。+。单晶不同温度下的磁化曲线。根据Bean临界态横型得到了小同温度 17的钉扎力密度，r对磁场的依赖关系，发现在不同温度下的钉扎力密度可以标度在阿一条曲线 上．标度函数和最大钉扎力所对应的磁场与不町逆场H．。的比值都表明stzsr。caCu。oe+。单晶在磁 通玻璃态的钉扎机制主要是正常相面钉扎。 钉扎力标度 正常相面钉扎 关键词：Bi：sr：cacu：o。¨单品 小可逆场 微观相分离 1 引言 临界电流密度J，是影响高温超导体在强电领域应用的一个重要参数。在实际应用中， 特别是在磁场下，临界电流密度与超导材料的磁通钉扎性质密切相关。因此，磁通钉扎一直 是高温超导体研究中的一个重要领域“1】。在高温超导体中，首先由于大的穿透深度^和小 的下临界场H。．在外场较低时，其内部的磁场就已基本均匀，因此，磁通线在样品内运动只 是其芯的运动，而不是局域磁场有变化。这就是说，以涡旋电流和局域场与晶体缺陷相互作 用为机制的“磁钉扎”作用基本可以忽略．所以芯钉扎起主要作用。其次由于相干长度f已小 到和点缺陷(如空位、填隙或替代原子)、单个位错等相当，这些对低温超导体钉扎作用很小 的钉扎中心都可能有显著作用。故高温超导材料中，小尺寸钉扎中心变得很重要。单晶超导 材料中由于结构的完整性比较好，主要是氧空位、阳离子空位、位错和孪晶界起有效钉扎中 心的作用。本文我们研究了Bi2sr。cacu：O。+。单晶不同温度下的磁化曲线，讨论了单晶中的 磁通钉扎机制。 2实验 均为99％)。x射线衍射表明单晶具有良好的结构完整性。磁化强度用直流sQuID磁强计 测量。最高磁场可达9T。在每次测量磁化曲线前．先将样品升温至100K，其目的是将可能俘 获在材料体内的磁通排出。在测量过程中，将佯品温度降至某个温度并保持温度的恒定．以 一定的速率增大或减小磁场测量超导体的磁化曲线，并使磁场平行于单晶的c轴。 3结果分析 t本丈于2002年2月1日收到。 万方数据 [38] 低温与超导 2002年第2期 图1给出不同温度下B-2212单晶的磁化睦线。定义不可逆场H。为升场和降场的磁化 曲线重合点所对应的磁场，从图】中可以得到不同温度下Bi2212单晶的不可逆场H…根 据Bean临界态模型“]，临界电流密度由下式计算： J。一20删／姒1一去) (1) 其中d。和d。是单晶ab面的尺寸．单位是cm，d，d。{J。的单位是A／cm2，凸M== M+一M，M+和M是降场和升场时对应的磁