Magyar Tudományos Akadémia
SZILÁRDTESTFIZIKAI ÉS OPTIKAI KUTATÓINTÉZET
1121
Budapest, Konkoly Thege út 29-33,  tel: 392-2212

 

  SZFKI SZEMINÁRIUM

 MUNKABESZÁMOLÓ:

PALlinger Ágnes

(SZFKI)

 

Vortex dinamika erősen anizotrop szupravezetőkben

 

Másodfajú szupravezető anyagokban mágneses tér hatására (szupravezető állapotban) mágneses örvények (vortexek) jelennek meg. A vortexek mozgása disszipációt okoz, ezért igen fontos ennek a mozgási mechanizmusnak az alapos ismerete. A magashőmérsékletű szupravezető anyagok felfedezésével ez a kutatás még inkább sürgetővé vált, egyrészt az elérhető gyakorlati alkalmazások (szupravezető kábelek) reménye miatt, másrészt a teljesen új vortex-konfigurációk (2D vortexek) megjelenése miatt, melyek mozgásának vizsgálata alapkutatási szempontból is nagyon izgalmas.

Kutatásainkhoz az erősen anizotrop Bi2Sr2CaCu2O8 egykristályokat választottuk. Ennek szerkezete 2D szupravezető CuO2 síkokból áll, melyek között gyenge Josephson-csatolás van. Amennyiben szupravezető állapotban ezen síkokra merőleges mágneses teret alkalmazunk, kvantált vortexek jelennek meg. Ezek egymással kölcsönhatnak, és a hőmérséklettől függően folyadék vagy szilárd fázist alakítanak ki. Az erős anizotrópia miatt szilárd fázisban a vortexek 2D szerkezetűeknek tekinthetők.  Az anyagban mindig jelenlévő rendezetlenség okozta véletlenszerű potenciál tér a vortexek kollektív rögzítettségét és nem-lineáris vezetőképességét eredményezi. A mi kutatásaink ezen kollektívan rögzített, alacsony hőmérsékleten szilárd fázisú 2D vortexek mozgására irányultak.

Kísérletileg nagy áramokat és rövid impulzusidejű gerjesztéseket alkalmaztunk, hogy a vortexek szabadon áramoljanak (free flux flow), ugyanakkor elhanyagolható legyen a fűtés a mintán. Mértük a longitudinális és transzverzális feszültséget, melyből következtettünk a szabadon áramló vortexek sebességére. Ezen kutatásaink közben azt tapasztaltuk, hogy alacsony hőmérsékleteken a vortexek szilárd fázisában transzverzális feszültség jelenik meg egy adott küszöbáram felett, de nem vált előjelet, ha megváltoztatjuk a mágneses tér irányát, mint ahogy azt Hall-effektusnál elvárnánk. A fenti eredmények arra utaltak, hogy a vortexek a rendezetlenség következtében létrejövő nem-ortogonális csatornákban mozognak, nincs valós Hall-effektus. Ezt támasztotta alá az is, hogy eddig mások sem láttak Hall-effektust az alacsony hőmérsékletű fázisban.  Ezek után kifejlesztettünk egy új, nagyobb intenzitású és rövidebb impulzusú erősítőrendszert, és egy új mérés sorozatot végeztünk egy aluldópolt Bi2Sr2CaCu2O8 egykristályon, melynek előnyösen alacsony volt a küszöbárama. Így először sikerült megmérnünk a Hall-feszültséget a vortexek szilárd fázisában olyan gerjesztő áram mellett, amely a küszöbáram több százszorosa volt. Az így kapott transzverzális erő (vortex sebesség), ami a csatorna elhagyásához szükséges, ugyanolyan nagyságrendű, mint az az erő (transzport sebesség), amely a rögzítettségről való leszakadáshoz szükséges.

 

 

 

2005. március 22. (kedd) de. 10:00-10:30

I. épület Tanácsterem

 

 Minden érdeklődőt szívesen látunk!