Модель поведения гранулярного ВТСП во внешнем магнитном поле: температурная эволюция гистерезиса магнитосопротивления

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 $T=\operatorname{const}$), как локальный максимум, участок с отрицательным магнитосопротивлением, локальный минимум, и др. В рамках этой модели рассматривается эффективное поле в межгранульной среде $\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}$, которое является суперпозицией внешнего поля и поля, индуцированного магнитными моментами ВТСП гранул. Оно может быть записано в виде: $\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}(H)=\mathbf{H}+4\pi\alpha\mathbf{M}(H)$, где $\mathbf{M}(H)$ – 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: $R(H)=f(\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}(H))$. Исследовано магнитосопротивление гранулярного ВТСП YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$ 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 $\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}(H)$ предсказывает их наличие, а параметр $\alpha$ несколько вырастает ($\sim$ 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 ($\alpha\sim$ 30–35) возможно изменение микроскопических траекторий тока $\operatorname{I}_{m}$ при котором предпочтительнее туннелирование через соседнюю гранулу, но угол между $\operatorname{I}_{m}$ и $\mathbf{B}_{\operatorname{eff}}$ будет заметно меньше 90$^\circ$, хотя направления внешнего поля (а также эффективного поля) и макроскопического тока взаимно перпендикулярны.