Модель, описывающая поведение магнитосопротивления R(H) гранулярного высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП), развиваемая в последнее десятилетие, дает объяснение достаточно необычному виду и таким особенностям гистерезисных зависимостей R(H) (при T=const), как локальный максимум, участок с отрицательным магнитосопротивлением, локальный минимум, и др. В рамках этой модели рассматривается эффективное поле в межгранульной среде Beff, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами ВТСП гранул. Оно может быть записано в виде: Beff(H)= H+4πalpha M(H), где M(H) --- экспериментальная зависимость намагниченности, alpha --- параметр, характеризующий сгущение линий магнитной индукции в межгранульной среде. В результате магнитосопротивление является не просто функцией внешнего поля, но и "внутреннего", эффективного поля: R(H)=fl( Beff(H)r). Исследовано магнитосопротивление гранулярного ВТСП YBa2Cu3O7-delta в широком диапазоне температур. Экспериментальные гистерезисные зависимости R(H), полученные в диапазоне высоких температур (77-90 K), хорошо объясняются в рамках этой модели, и значение параметра alpha составляет 20-25. Однако для температуры 4.2 K локальные экстремумы не наблюдаются, хотя выражение для Beff(H) предсказывает их наличие, а параметр alpha несколько вырастает (~ 30-35) для этой температуры. Дополнительным фактором, который необходимо учитывать в этой модели, может быть перераспределение траекторий микроскопического тока, также влияющее на процессы диссипации в межгранульной среде. Для области низких температур и в условиях сильного сжатия магнитного потока (alpha~30-35) возможно изменение микроскопических траекторий тока Im при котором предпочтительнее туннелирование через соседнюю гранулу, но угол между Im и Beff будет заметно меньше 90o, хотя направления внешнего поля (а также эффективного поля) и макроскопического тока взаимно перпендикулярны. Ключевые слова: гранулярные ВТСП, гистерезис магнитосопротивления, межгранульные границы.

Полиморфная модификация оксида железа, известная как ε-Fe2O3, существует только в виде наночастиц с характерными размерами до нескольких десятков нанометров. Частицы указанных размеров демонстрируют большую коэрцитивную силу, около 20 kOe при комнатной температуре. В области температур 80-150 K в ε-Fe2O3 происходит магнитный переход, сопровождающийся резким уменьшением коэрцитивной силы. В то же время, есть значительные различия в магнитном поведении "крупных" (~20 nm) частиц и частиц ультрамалых размеров (до 6 nm). Ряд экспериментальных фактов свидетельствует о проявлении размерных эффектов, приводящих к изменению магнитной структуры в частицах указанных размеров. Кроме того, для таких частиц проявляется и поверхностный эффект --- существенный вклад в магнитное поведение вносит поверхностная магнитная анизотропия. В настоящей работе проведен краткий обзор проявления указанных размерных и поверхностных эффектов в магнитных свойствах наночастиц ε-Fe2O3. Ключевые слова: оксид железа ε-Fe2O3, наночастицы, размерный эффект, поверхностная манитная анизотропия.

The work is devoted to the establishment of regularities in the behavior of the magnetoresistance hysteresis R(H) of granular high-temperature superconductors (HTS) of the yttrium system. We carried out a comparative study of the magnetotransport properties of granular HTSC samples, which have (i) approximately the same magnetic properties and temperatures of the onset of the superconducting transition (90.5–93.5 K, which characterizes HTS grains) and (ii) different values of the transport critical current JC (which characterizes the intergrain boundaries). Despite the significant scatter in the JC values (more than an order of magnitude) of the three samples studied, a universal behavior of the magnetoresistance hysteresis was found, apparently inherent in all granular Y-Ba-Cu-O. The R(H) hysteresis is very wide, and in a sufficiently large interval of the external field, the dependence of the hysteresis width of the magnetoresistance H on the field Hdec (external field H = Hdec for a decreasing hysteresis branch) is close to a linear function: H ≈ Hdec. This behavior is observed for the entire temperature range of realization of the superconducting state (the studies were carried out at temperatures of 77–88 K and 4.2 K). The explanation of the obtained result is based on the concept of consideration the effective field in the intergrain boundaries. This effective field is the superposition of the external field and the field induced by the magnetic moments of the grains. The field induced by the grains, in turn, is significantly enhanced in the region of intergrain boundaries due to the effect of the magnetic flux compression (the length of the intergrain boundaries is several orders of magnitude smaller than the size of the HTS grains). The above is confirmed from the analysis of the R(H) hysteresis for a composite HTS sample based on Y-Ba-Cu-O and CuO, in which the length of the intergranular boundaries is purposefully increased, as a result, the effect of the flux compression is less pronounced, and the hysteresis R(H) narrows.

No abstract

No abstract