Estudio de la dinámica de vórtices en superconductores a base de hierro

Abstract

Se produjeron pelíıculas delgadas superconductoras de las familias a base de hierro 122 [Fórmula Química], por el método de deposición por laser pulsado (PLD). Se estudio el efecto de la temperatura, composición y uso de capas buffer en las propiedades superconductoras y texturales de las películas producidas. La variación de estas caracter´ısticas, produce películas tanto monocristalinas como policristalinas. Se estudio la din´amica de vortices en estos dos tipos de películas, evaluando la dependencia de la corriente critica de transporte Jc con el campo magnético aplicado, obtenida a partir de mediciones de Voltaje-Corriente (V −I). Las películas policristalinas presentan una mayor disminución de Jc (∼ un orden de magnitud) con el campo magnético aplicado comparadas con las monocristalinas. Dicha dependencia se atribuye a un debilitamiento del anclaje de los vortices ubicados en las fronteras de grano, hecho que se relaciona con la disminución de la energía potencial de anclaje U0 observada [Fórmula Química] y por otros mecanismos de desanclaje determinados de las curvas V − I. En ambas familias superconductoras el mecanismo de anclaje de vortices puede ser descrito por el modelo de Kramer. Mediciones de la dependencia angular de la corriente critica Jc(θ), muestran un anclaje anisotr´opico de los vortices [Fórmula Química] y un anclaje intrínseco similar al observado en los superconductores de alta temperatura critica (HTSC). Los diagramas de fases magnéticos obtenidos revelan que la familia 11 presenta una linea de irreversibilidad (μ0Hirr) mas cercana a la linea de campo critico mas alto μ0Hc2, haciendo que la region de liquido de vortices sea menor comparada con la familia 122. Se presentan tambien las propiedades texturales y superconductoras de multicapas de la familia 11 con la estructura Sustrato[Fórmula Química], depositadas utilizando el método de deposición por laser pulsado. Las multicapas presentan un crecimiento texturizado a lo largo del eje c sin la presencia de desorientaciones dentro del plano. Se observa un reducción de la temperatura critica comparada con las bicapa Sustrato [Fórmula Química], relacionada con los parámetros de deposición.

Abstract. Superconducting thin films of iron based families [Fórmula Química], was made by pulsed laser deposition (PLD). It was carried out a study of the effect of temperature, composition and use of buffer layers on superconducting and textural properties of thin films produced. The variation of these characteristics, produces both monocrystalline and polycrystalline films. They study of vortex dynamics comparing these two types of thin films, evaluating the dependence of transport critical current Jc with the magnetic field, obtained from measurements of voltage-current (V − I) was carried out. The polycrystalline films have a greater diminution of Jc (∼ one order of magnitude) with the applied magnetic field compared to monocrystalline films. That dependence is due to a weakening pinning of the vortex located at the grain boundaries, a fact confirmed by the decrease of the pinning potential energy [Fórmula Química] and the mechanisms found in V − I curves. In both superconducting families the vortex pinning mechanism can be described by the Kramer’s model. Measurements of the angular dependence of the critical current Jc(θ), show an anisotropic vortex pinning [Fórmula Química]) and an intrinsic pinning similar to that observed in high critical temperature superconductors (HTSC). The obtained magnetic phase diagrams, reveal that the 11 family has an irreversibility line (μ0Hirr) nearest to the line of the highest critical field μ0Hc2, producing a smaller vortex liquid region, compared to the 122 family. Finally, the textural and superconducting properties of 11 family multilayers with structure Substrate [Fórmula Química], is presented. Although the deposition process used reduces the critical temperature (Tc) compared to the bilayer Substrate [Fórmula Química], this work contributes to the study beginning of such structures of 11 superconducting family.