Универсальность поведения гистерезиса магнитосопротивления и его температурной эволюции для гранулярных высокотемпературных сверхпроводников Y-Ba-Cu-O

Посвящена установлению закономерности в поведении гистерезиса магнитосопротивления $R(H)$ гранулярных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) иттриевой системы. Для этого проведено сравнительное исследование магнитотранспортных свойств образцов гранулярных ВТСП, обладающих (i) примерно одинаковыми магнитными свойствами и температурами начала сверхпроводящего перехода (90.5–93.5 K, что характеризует ВТСП гранулы) и (ii) различной величиной транспортного критического тока $J_{C}$ (что характеризует межгранульные границы). Несмотря на значительный разброс в величинах $J_{C}$ (более чем на порядок) исследованных трех образцов, обнаружено универсальное поведение гистерезиса магнитосопротивления, видимо, присущее всем гранулярным Y-Ba-Cu-O. Гистерезис $R(H)$ очень широкий, и в достаточно большом интервале внешнего поля зависимость ширины гистерезиса магнитосопротивления $\Delta H$ от поля $H_{\mathrm{dec}}$ (внешнее поле $H=H_{\mathrm{dec}}$ для убывающей ветки гистерезиса) близка к линейной функции: $\Delta H\approx H_{\mathrm{dec}}$. Это поведение наблюдается для всей температурной области реализации сверхпроводящего состояния (исследования проведены при температурах 77–88 и 4.2 K). Объяснение полученному результату основывается на концепции рассмотрения эффективного поля в межгранульных границах, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами гранул. Индуцированное гранулами поле, в свою очередь, значительно усиливается в области межгранульных границ, благодаря эффекту сжатия магнитного потока (протяженность межгранульных границ на несколько порядков меньше размера ВТСП гранул). Вышесказанное подтверждается анализом гистерезиса $R(H)$ для композитного ВТСП на основе Y-Ba-Cu-O и CuO, в котором протяженность межгранульных границ целенаправленно увеличена, как следствие, влияние эффекта сжатия потока проявляется меньше, а гистерезис $R(H)$ сужается.