Представлены результаты изучения сверхпроводящих наноструктур, созданных путем заполнения из расплава под давлением матрицы пористого стекла свинцом (Pb−ПС). Изучены образцы с характерным диаметром пористой структуры d ≈ 7, 3 и 2 nm. Обнаружено, что критическая температура сверхпрово-дящего перехода исследованных образцов близка к соответствующему значению для объемного свинца Tc ≈ 7.2 K. В то же время, в нанокомпозитах обнаружено многократное увеличение критического магнитного поля вплоть до Hc (T = 0 K)(Pb−ПС 3 nm) ≈ 165 kOe по сравнению с Hc (0) =
ВведениеИсследование сверхпроводящих (СП) наноструктур представляет большой интерес, так как в таких струк-турах физические свойства, в том числе параметры СП-состояния, меняются в зависимости от размера и связности СП-структуры. СП-состояние в образцах, характерные размеры которых сравнимы с длиной ко-герентности ξ и глубиной проникновения магнитного поля λ, может существенно отличаться от СП-состояния объемных материалов.В настоящей работе представлены результаты изу-чения СП-наноструктур, созданных путем заполнения из расплава под давлением матрицы -пористого стекла (ПС) -СП-металлом (свинцом). Достоинством этого способа наноструктурирования по сравнению с другими (напыление сверхтонких пленок, создание структур методом нанолитографии, использование в ка-честве матрицы искусственного опала и др.) состоит в том, что таким образом можно создавать трехмер-ные массивы наночастиц с различными характерными диаметрами вплоть до d ∼ 2 nm. В качестве матрицы использовалось натрий-боросиликатное стекло ДВ1, в котором при химической обработке и отжиге обра-зовывалась система хаотично пересекающихся пор с малым разбросом (∼ 5%) по диаметру d (рис. 1, a, b), объем системы пор составлял ∼ 25% общего объе-ма стекла [1]. Для исследования были отобраны об-разцы с d ≈ 7, 3 и 2 nm. Отметим, что механиче-ская прочность нанокомпозитов заметно уменьшалась по мере уменьшения характерного диаметра токопро-водящей сети. Заполнение пор свинцом составляло ∼ 95%.
Экспериментальные результаты и их обсуждениеИсследования структур подобного типа, созданных при введении индия в поры опала с минимальными размерами d ≥ 10 nm, показали, что сетка СП-частиц обладает свойствами, характерными для СП-материала 2 рода [2]. Также в них наблюдается рост значений критического магнитного поля СП-перехода (H c ≤ 2 T при T = 0 K) и критической температуры (T c ≤ 4.5 K) по сравнению со значениями для массивного ин-дия (T c = 3.4 K, H c (0) = 280 Oe). Аналогичные эффекты изучались также в различных структурах на основе In [2,3] и Pb [4,5]. Отметим, что для массивного свин-ца T c = 7.2 K, и заметного роста T c в структурах на основе свинца, как правило, не наблюдалось. Ширина СП-перехода в наноструктурах, определенная из зави-симостей сопротивления R от температуры R(T ) и от магнитного поля R(H), увеличивалась по сравнению с объемным металлом.Магнитные свойства пористых матриц, заполненных СП I рода, существенно отличаются от магнитных свойств массивного материала. Зависимость магнитного момента от магнитного...
