COLLAPSE OF MINOR MAGNETIC HYSTERESIS LOOP IN GRANULAR HIGH-TC SUPERCONDUCTOR YBa2Cu3O7−δ

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The evolution of the magnetic hysteresis loops of the granular high-temperature superconductor YBa2Cu3O7−δ with varying the maximum external applied field Hmax has been experimentally studied. In the range of weak fields (up to ∼10 Oe at a temperature of 78 K), the small hysteresis loop is observed, associated with diamagnetism and the penetration of Josephson vortices into the subsystem of intergranular boundaries, which is a Josephson medium. With further growth of Hmax, the larger magnetization hysteresis loop appears, associated with the penetration of Abrikosov vortices into superconducting granules. When analyzing the experimental data, a non-trivial fact was discovered: the magnetic response from the subsystem of intergranular boundaries becomes less noticeable with increasing Hmax, and at a certain value of Hmax this response disappears. This occurs even though the small hysteresis loop at small values of Hmax is comparable to the magnetic response of superconducting granules. The described evolution of magnetic hysteresis is explained using the concept of an effective field in an intergranular medium. The total magnetic field in the subsystem of intergranular boundaries is determined not only by the external field, but also by closing fields from the magnetic moments of superconducting granules. In other words, the interaction between the superconducting subsystems of granules and intergranular boundaries leads to the small hysteresis loop in sufficiently small fields, and to its complete disappearance with increasing magnetization modulus of superconducting granules.

About the authors

D. A. Balaev

Kirensky Institute of Physics, Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: dabalaev@iph.krasn.ru
Russian Federation, 660036, Krasnoyarsk

S. V. Semenov

Kirensky Institute of Physics, Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: dabalaev@iph.krasn.ru
Russian Federation, 660036, Krasnoyarsk

D. M. Gokhfel'd

Kirensky Institute of Physics, Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: dabalaev@iph.krasn.ru
Russian Federation, 660036, Krasnoyarsk

M. I. Petrov

Kirensky Institute of Physics, Krasnoyarsk Scientific Center, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: dabalaev@iph.krasn.ru
Russian Federation, 660036, Krasnoyarsk

References

  1. Ch. Yao and Y. Ma, Science 24, 102541 (2021).
  2. Д.М. Гохфельд, М. Р. Коблишка, А. Коблишка-Венева, ФММ 121, 1026 (2020).
  3. G. Wang, M. J. Raine, and D.P. Hampshire, Supercond. Sci.Technol. 31, 024001 (2018).
  4. J. Huang and H. Wang, Supercond. Sci.Technol. 30, 114004 (2017).
  5. J. Zhang, H. Wu, G. Zhao, L. Han, and Jun Zhang, Nanomaterials 12, 4000 (2022).
  6. A.P. Menushenkov, A.A. Ivanov, O.V. Chernysheva, I.A. Rudnev, M.A. Osipov, A.R. Kaul, V.N. Chepikov, O. Mathon, V. Monteseguro, and F. d’Acapito, Supercond. Sci.Technol. 35, 065006 (2022).
  7. S. Eley, A. Glatz, and R. Willa, J.Appl.Phys. 130, 050901 (2021).
  8. Y. Yeshurun, A.P. Malozemoff, and A. Shaulov, Rev.Mod. Phys. 68, 911 (1996).
  9. А.М. Балагуров, Л.Г. Мамсурова, И.А. Бобриков, То Тхань Доан, В.Ю. Помякушин, К.С. Пигальский, Н. Г. Трусевич, А.А. Вишнёв, ЖЭТФ 141, 1144 (2012).
  10. Н. Г. Трусевич, С.Ю. Гаврилкин, Л.И. Трахтенберг, ЖЭТФ 164, 413 (2023).
  11. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель, Письма в ЖЭТФ 108, 249 (2018).
  12. В.А. Кашурников, А.Н. Максимова, И.А. Руднев, А.Н. Мороз, ФММ 122, 466 (2021).
  13. M.R. Koblischka, S.P. Kumar Naik, A. Koblischka-Veneva, D.M. Gokhfeld, and M. Murakami, Supercond. Sci.Technol. 33, 044008 (2020).
  14. Д.М. Гохфельд, Н.Е. Савицкая, С.И. Попков, Н.Д. Кузьмичев, М.А. Васютин, Д.А. Балаев, ЖЭТФ 161, 833 (2022).
  15. Д. А. Балаев, Д. М. Гохфельд, С. И. Попков, К.А.Шайхутдинов, Л.А. Клинкова, Л.Н.Жерихина, А.М. Цховребов, ЖЭТФ 145, 120 (2014).
  16. Д. А. Балаев, А. А. Дубровский, С. И. Попков, К.А. Шайхутдинов, О.Н. Мартьянов, М.И. Петров, ЖЭТФ 137, 664 (2010).
  17. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель,ЖТФ 80, 68 (2010).
  18. Т.В. Сухарева, В.А. Финкель, ФТТ 52, 424 (2010).
  19. Л. Г. Мамсурова, Н. Г. Трусевич, К.С. Пигальский, А. А. Вишнёв, С. Х. Гаджимагомедов, Ж.Х. Мурлиева, Д.К. Палчаев, А.С. Бугаев, Хим.Физика 37, 58 (2018).
  20. A.A. Lepeshev, G. S. Patrin, G.Y. Yurkin, A.D. Vasiliev, I.V. Nemtsev, D.M. Gokhfeld, A.D. Balaev, V.G. Demin, E. P. Bachurina, I.V. Karpov, A.V. Ushakov, L.Y. Fedorov, L.A. Irtyugo, and M. I. Petrov, J. Supercond.Nov.Magn. 31, 3841 (2018).
  21. И.А.Руднев, А.И. Подливаев, Д.А.Абин, С.В. Покровский, А. С. Стариковский, Р. Г. Батулин, П.А. Федин, К.Е. Прянишников, Т.В. Кулевой, ФТТ 65 388 (2023).
  22. А.Н. Максимова, И.А. Руднев, В.А. Кашурников, А.Н. Мороз, ФТТ 65, 531 (2023).
  23. D. M. Gokhfeld, S. V. Semenov, I. V. Nemtsev, I. S. Yakimov, and D.A. Balaev, J. Supercond.Nov. Magn. 35, 2679 (2022).
  24. E. Taylan Koparan, A. Surdu, A. Awawdeh, A. Sidorenko, and E. Yanmaz, J. Supercond.Nov.Magn. 25, 1761 (2012).
  25. C. P. Bean, Rev.Mod. Phys. 36, 31 (1964).
  26. C. Navau, N. Del-Valle, and A. Sanchez, IEEE Trans.Appl. Supercond. 23, 8201023 (2013).
  27. L. Ji, M. S. Rzchowski, N. Anand, and M. Tinkham, Phys.Rev.B 47, 470 (1993).
  28. M. Mahel’ and J. Pivarc, Physica C 308, 147 (1998).
  29. В. В. Вальков, Б.П. Хрусталев, ЖЭТФ 107, 1221 (1995).
  30. E.V. Blinov, Yu.P. Stepanov, K.B. Traito, L. S. Vlasenko, R. Laiho, and E. Lahderanta, ЖЭТФ 106, 790 (1994).
  31. Д.М. Гохфельд, ФТТ 56, 2298 (2014).
  32. G. E. Gough, M. S. Colclough, D. A. O’Connor, E. Wellhoffer, N.McN. Alford, and T.W. Button, Cryogenics 31, 119 (1991).
  33. J. Jung, M.-K. Mohamed, S. C. Cheng, and J. P. Franck, Phys.Rev.B 42, 6181 (1990).
  34. F. Perez, X. Obradors, J. Fontcuberta, X. Bozec, and A. Fert, Supercond. Sci.Technol. 9, 161 (1996).
  35. B. Andrzejewski, E. Guilmeau, and C. Simon, Supercond. Sci.Technol. 14, 904 (2001).
  36. L. Burlachkov, A.E. Koshelev, and V.M. Vinokur, Phys.Rev.B 54, 6750 (1996).
  37. Ф. Ф. Терновский, Л.Н.Шехата, ЖЭТФ 62, 2297 (1972).
  38. А.А. Елистратов, И.Л. Максимов, ФТТ 42, 196 (2000).
  39. Э. Б. Сонин, Письма в ЖЭТФ 47, 415 (1988).
  40. J. Paasi, A. Tuohimaa, and J.-T. Eriksson, Physica C 259, 10 (1996).
  41. G. Ravikumar and P. Chaddah, Phys.Rev.B. 39, 4704 (1989).
  42. P. Chaddah, K.V. Bhagwat, and G. Ravikumar, Physica C 159 570 (1989).
  43. M. Zehetmayer, Phys.Rev.B. 80, 104512 (2009).
  44. R. Lal, Physica C. 470, 281 (2010).
  45. D.M. Gokhfeld, J. Supercond.Nov.Magn. 36, 1089 (2023).
  46. C. B¨ohmer, G. Brandst¨atter, and H.W. Weber, Supercond. Sci.Technol. 10, A1 (1997).
  47. R. Liang, P. Dosanjh, D.A. Bonn, and W.N. Hardy, A. J. Berlinsky, Phys.Rev.B 50, 4212 (1994).
  48. D. Daghero, P. Mazzetti, A. Stepanescu, and P. Tura, Phys.Rev.B 66, 11478 (2002).
  49. Д.А. Балаев, Д.М. Гохфельд, А.А. Дубровский, С.И. Попков, К.А.Шайхутдинов, М.И. Петров, ЖЭТФ 132, 1340 (2007).
  50. Д.А. Балаев, А.А. Дубровский, К.А.Шайхутдинов, С.И. Попков, Д.М. Гохфельд, Ю.С. Гохфельд, М.И. Петров, ЖЭТФ 135, 271 (2009).
  51. D.A. Balaev, S. I. Popkov, E. I. Sabitova, S.V. Semenov, K.A. Shaykhutdinov, A.V. Shabanov, and M. I. Petrov, J.Appl.Phys. 110, 093918 (2011).
  52. A. Altinkok, K. Kilic, M. Olutas, and A. Kilic, J. Supercond.Nov.Magn. 26, 3085 (2013).
  53. D.A. Balaev, S.V. Semenov, and M.A. Pochekutov, J.Appl.Phys. 122, 123902 (2017).
  54. S.V. Semenov and D.A. Balaev, Physica C 550, 19 (2018).
  55. S.V. Semenov and D.A. Balaev, J. Supercond.Nov. Magn. 32, 2409 (2019).
  56. S.V. Semenov, A.D. Balaev, and D.A. Balaev, J.Appl.Phys. 125, 033903 (2019).
  57. С. В. Семёнов, Д.А. Балаев, ФТТ 62, 1008 (2020).
  58. С. В. Семёнов, Д.А. Балаев, М.И. Петров, ФТТ 63), 854 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».