Wlasnosci magnetyczne mokrych nadprzewodnik

1
Wlasnosci magnetyczne mokrych nadprzewodników
Kazimierz Dolny05

• B. Andrzejewski
• Instytut Fizyki Molekularnej, Polskiej Akademii
  Nauk
• Poznan

2
Kazimierz Dolny05
WSPÓLPRACA
Wydzial Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki
Uniwersytetu Slaskiego, Katowice Wydzial
Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej,
Politechnika Gdanska, Gdansk Wydzial Chemii,
Uniwersytet w Princeton USA
M. Mierzejewski M. M. Maska T. Klimczuk J. R.
Cava M. L. Foo
3
Kazimierz Dolny05
PLAN

• PLAN
• mokre nadprzewodniki
• górne pole krytyczne Hc2 a parowanie trypletowe
• dolne pole krytyczne Hc1 - anomalne zachowanie
• linia nieodwracalnosci
• prady krytyczne
• wnioski

4
Kazimierz Dolny05
mokre nadprzewodniki

• 6 marca 2003
• K. Takada, H. Sakurai, E. Takayama-Muromachi, F.
  Izumi, R.A. Dilanian, T. Sasaki
• Nature, 422 (2003) 53

plaszczyzny Co-O - elektrycznie aktywne
trójkatna siec jonów Co w plaszczyznie Co-O
plaszczyzny Na rezerwuar ladunku
T. Klimczuk, X Szkola, 2004
5
Kazimierz Dolny05
mokre nadprzewodniki
silne zmiany stalej c konsekwencje dla budowy
krysztalów i ziaren
Na0.7CoO2 c10.88Å
Na0.3CoO2?1.3H2O c19.6Å
Na0.3CoO2 c11.2Å
Na0.3CoO2?0.6H2O c13.8Å
6
Kazimierz Dolny05
mokre nadprzewodniki
proszek
nadprzewodzace ziarna
dwa ziarna polaczone przez zlacze (Josephsona?)
otwór uformowany w plaszczyznie ab przez
heksagonalne ziarna
Critical current density and magnetic field
irreversibility of Na0.35CoO2?1.3H2O P. Badica,
T. Kondo, K. Togano, Applied Phys. Lett., 84
(2004) 559
7
Kazimierz Dolny05
mokre nadprzewodniki
kwazi-krysztal
dwa kwazi-krysztaly Na0.35CoO21.3H2O
pofaldowana struktura warstwowa
domeny heksagonalne w plaszczyznie ab
Superconducting Properties under Magnetic Field
in Na0.35CoO21.3H2O Single Crystal T. Sasaki, P.
Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N.
Kobayashi, cond-mat/0402355
8
Kazimierz Dolny05
górne pole krytyczne Hc2
parowanie trypletowe !
przejscie singlet ? tryplet
Possible singlet to triplet pairing transition in
NaxCoO2?yH2O M. Maska, M. Mierzejewski, B.
Andrzejewski, M.L. Foo, R.J. Cava, T. Klimczuk
PRB 70 (2004) 144516
czy parowanie trypletowe istnieje?
9
Kazimierz Dolny05
górne pole krytyczne Hc2
NIE! (pomiary transportowe)
Superconducting Properties under Magnetic Field
in Na0.35CoO21.3H2O Single Crystal T. Sasaki, P.
Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N.
Kobayashi cond-mat/0402355
10
Kazimierz Dolny05
górne pole krytyczne Hc2
TAK! (pomiary ciepla wlasciwego)
Variation of Specific Heat with x and y in
NaxCoO2yH2O/D2O R. Jin, B.C. Sales, S. Li, D.
Mandrus cond-mat/0410517
11
Kazimierz Dolny05
dolne pole krytyczne Hc1
proszek
kwazi-krysztal
Evidence of large anisotropy in the magnetization
of Na0.35CoO21.3H2O quasi-single-crystal
superconductors P. Badica et al.
cond-mat/0402235
Unconventional upper- and lower-critical fields
and normal-state magnetic susceptibility of the
superconducting compound Na0.35CoO21.3H2O H.
Sakurai et al. PRB 68 (2003) 132507
12
Kazimierz Dolny05
dolne pole krytyczne Hc1
dwie metody dwa wyniki
13
Kazimierz Dolny05
dolne pole krytyczne Hc1
stos nadprzewodzacych i normalnych(izolujacych)
plaszczyzn S-N-S(S-I-S) efekty bliskosci
The first critical field Hc1?, and the
penetration depth in dirty superconducing S/N
multilayers A.A. Golubov V.M. Krasnov, Physica
C 196 (1992) 177
S-I-S
S-N-S
14
Kazimierz Dolny05
dolne pole krytyczne Hc1
sNdN/sSdS 1) 0 (S-I-S) 2) 2 3) 5 4) 10 5)
100
15
Kazimierz Dolny05
linia nieodwracalnosci
wyznaczanie linii nieodwracalnosci na podstawie
szerokosci histerezy
kryteria D510-4 emu/g 110-3 emu/g 210-3
emu/g
16
Kazimierz Dolny05
linia nieodwracalnosci
dopasowanie
17
Kazimierz Dolny05
linia nieodwracalnosci
wplyw kryterium D na wartosc wykladnika n
n1.5 odpowiada linii nieodwracalnosci typu
Almeida-Thoulessa obserwowana w silnie
zblizniaczonych krysztalach HTS lub próbkach
polikrystalicznych
D??? n1.4
18
Kazimierz Dolny05
linia nieodwracalnosci
proszek
kwazi-krysztal
Critical current density and magnetic field
irreversibility of Na0.35CoO2?1.3H2O P. Badica,
T. Kondo, K. Togano Applied Phys. Lett., 84
(2004) 559
Evidence of large anisotropy in the magnetization
of Na0.35CoO21.3H2O quasi-single-crystal
superconductors P. Badica et al.
cond-mat/0402235
n3.4
19
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
model Beana
model Beana zawodzi w przypadku próbek
niejednorodnych
S
S
R
r
M
jak wyznaczyc r i Jc ?
H
DM
20
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
Non-destructive determination of the
current-carrying length scale in superconducting
crystals and thin films M.A. Angadi, A.D.
Caplin, J.R. Laverty, Z.X. Shen Physica C 177
(1991) 479
21
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
metoda Angadiego
22
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
metoda Angadiego niejednorodnych (granularnych)
cienkich warstw
r1
23
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
metoda Angadiego dla niejednorodnych
(granularnych) próbek 3D
24
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
25
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
26
Kazimierz Dolny05
prady krytyczne
szacowanie pradów krytycznych na podstawie modelu
Beana
Jc(1.9K,0T)5?104 A/cm2
Critical current density and magnetic field
irreversibility of Na0.35CoO2?1.3H2O P. Badica,
T. Kondo, K. Togano Applied Phys. Lett., 84
(2004) 559
27
Kazimierz Dolny05
wnioski

• w mokrych nadprzewodnikach istnieje parowanie
  trypletowe (pierwsze potwierdzenia)
• dolne pole krytyczne Hc1(T) mokrych
  nadprzewodników wykazuje dodatnia krzywizne
  (efekt bliskosci ?)
• linia nieodwracalnosci Hirr(T) opisywana jest
  zaleznoscia Almeida-Thoulessa i lezy ponizej
  wartosci charakterystycznych dla HTSC
• gestosc pradów krytycznych mierzona metoda
  Angadiego wynosi Jc(2.0K 5mT)2105 A/cm2