Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników Kazimierz Dolny’05 Własności magnetyczne mokrych nadprzewodników B. Andrzejewski Instytut Fizyki Molekularnej, Polskiej Akademii Nauk Poznań

WSPÓŁPRACA M. Mierzejewski M. M. Maśka T. Klimczuk J. R. Cava Kazimierz Dolny’05 WSPÓŁPRACA Wydział Fizyki Teoretycznej Instytut Fizyki Uniwersytetu Śląskiego, Katowice Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, Gdańsk Wydział Chemii, Uniwersytet w Princeton USA M. Mierzejewski M. M. Maśka T. Klimczuk J. R. Cava M. L. Foo

PLAN PLAN mokre nadprzewodniki Kazimierz Dolny’05 PLAN PLAN mokre nadprzewodniki górne pole krytyczne Hc2 a parowanie trypletowe dolne pole krytyczne Hc1 - anomalne zachowanie linia nieodwracalności prądy krytyczne wnioski

mokre nadprzewodniki płaszczyzny Co-O - elektrycznie aktywne Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki 6 marca 2003 K. Takada, H. Sakurai, E. Takayama-Muromachi, F. Izumi, R.A. Dilanian, T. Sasaki Nature, 422 (2003) 53 płaszczyzny Co-O - elektrycznie aktywne trójkątna sieć jonów Co w płaszczyźnie Co-O płaszczyzny Na – rezerwuar ładunku T. Klimczuk, X Szkoła, 2004

Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki silne zmiany stałej c – konsekwencje dla budowy kryształów i ziaren Na0.7CoO2 c=10.88Å Na0.3CoO21.3H2O c=19.6Å Na0.3CoO2 c=11.2Å Na0.3CoO20.6H2O c=13.8Å

mokre nadprzewodniki proszek nadprzewodzące ziarna Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki proszek nadprzewodzące ziarna dwa ziarna połączone przez złącze (Josephsona?) otwór uformowany w płaszczyźnie ab przez heksagonalne ziarna Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano, Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559

mokre nadprzewodniki kwazi-kryształ Kazimierz Dolny’05 mokre nadprzewodniki kwazi-kryształ dwa kwazi-kryształy Na0.35CoO2·1.3H2O pofałdowana struktura warstwowa domeny heksagonalne w płaszczyźnie ab Superconducting Properties under Magnetic Field in Na0.35CoO2·1.3H2O Single Crystal T. Sasaki, P. Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N. Kobayashi, cond-mat/0402355

przejście singlet  tryplet Kazimierz Dolny’05 górne pole krytyczne Hc2 parowanie trypletowe ! przejście singlet  tryplet Possible singlet to triplet pairing transition in NaxCoO2yH2O M. Maśka, M. Mierzejewski, B. Andrzejewski, M.L. Foo, R.J. Cava, T. Klimczuk; PRB 70 (2004) 144516 czy parowanie trypletowe istnieje?

górne pole krytyczne Hc2 Kazimierz Dolny’05 górne pole krytyczne Hc2 NIE! (pomiary transportowe) Superconducting Properties under Magnetic Field in Na0.35CoO2·1.3H2O Single Crystal T. Sasaki, P. Badica, N. Yoneyama, K. Yamada, K. Togano, N. Kobayashi cond-mat/0402355

górne pole krytyczne Hc2 Kazimierz Dolny’05 górne pole krytyczne Hc2 TAK! (pomiary ciepła właściwego) Variation of Specific Heat with x and y in NaxCoO2yH2O/D2O R. Jin, B.C. Sales, S. Li, D. Mandrus cond-mat/0410517

dolne pole krytyczne Hc1 Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 proszek kwazi-kryształ Hc1(T)=Hc1(0)(1-(T/Tc)2) Unconventional upper- and lower-critical fields and normal-state magnetic susceptibility of the superconducting compound Na0.35CoO2·1.3H2O H. Sakurai et al. PRB 68 (2003) 132507 Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2·1.3H2O quasi-single-crystal superconductors P. Badica et al. cond-mat/0402235

dolne pole krytyczne Hc1 Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 dwie metody – dwa wyniki

dolne pole krytyczne Hc1 Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 stos nadprzewodzących i normalnych(izolujących) płaszczyzn S-N-S(S-I-S) efekty bliskości The first critical field Hc1, and the penetration depth in dirty superconducing S/N multilayers A.A. Golubov V.M. Krasnov, Physica C 196 (1992) 177 S-I-S S-N-S

dolne pole krytyczne Hc1 Kazimierz Dolny’05 dolne pole krytyczne Hc1 sNdN/sSdS: 1) 0 (S-I-S) 2) 2 3) 5 4) 10 5) 100

linia nieodwracalności Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności Hirr M H D wyznaczanie linii nieodwracalności na podstawie szerokości histerezy kryteria: D=5·10-4 emu/g 1·10-3 emu/g 2·10-3 emu/g

linia nieodwracalności Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności dopasowanie

linia nieodwracalności Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności wpływ kryterium D na wartość wykładnika n n=1.5 odpowiada linii nieodwracalności typu Almeida-Thouless’a obserwowana w silnie zbliźniaczonych kryształach HTS lub próbkach polikrystalicznych D n≈1.4

linia nieodwracalności Kazimierz Dolny’05 linia nieodwracalności proszek kwazi-kryształ Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559 Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2·1.3H2O quasi-single-crystal superconductors P. Badica et al. cond-mat/0402235 n=3.4

? prądy krytyczne jak wyznaczyć r i Jc model Bean’a Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne model Bean’a model Bean’a zawodzi w przypadku próbek niejednorodnych r Jc S S R r M DM H jak wyznaczyć r i Jc ?

prądy krytyczne 2Jc dr r t metoda Angadi’ego DJc -2Jc Jc H dH dr Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego dH dr -2Jc H Jc DJc Non-destructive determination of the current-carrying length scale in superconducting crystals and thin films M.A. Angadi, A.D. Caplin, J.R. Laverty, Z.X. Shen Physica C 177 (1991) 479 dr 2Jc r t

Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego m H m∞ dm/dH

Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego niejednorodnych (granularnych) cienkich warstw r2 N dysków r1 f= f≈0.9 dla sieci trójkątnej

Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne metoda Angadi’ego dla niejednorodnych (granularnych) próbek 3D F r1 r2 N dysków f≈0.74 gęste upakowanie

prądy krytyczne pomiary prądów krytycznych metodą Angadi’ego Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne pomiary prądów krytycznych metodą Angadi’ego z badań mikroskopowych; r≈2.75 mm t≈0.7 mm Q≈2.95

prądy krytyczne Jc(2.0K,5mT)=2105 A/cm2 Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne wyniki uzyskane metodą Angadi’ego Jc(2.0K,5mT)=2105 A/cm2

prądy krytyczne Jc(1.9K,0T)=5104 A/cm2 Kazimierz Dolny’05 prądy krytyczne szacowanie prądów krytycznych na podstawie modelu Bean’a Jc(1.9K,0T)=5104 A/cm2 Critical current density and magnetic field irreversibility of Na0.35CoO21.3H2O P. Badica, T. Kondo, K. Togano Applied Phys. Lett., 84 (2004) 559

Kazimierz Dolny’05 wnioski w mokrych nadprzewodnikach istnieje parowanie trypletowe (pierwsze potwierdzenia) dolne pole krytyczne Hc1(T) „mokrych nadprzewodników” wykazuje dodatnią krzywiznę (efekt bliskości ?) linia nieodwracalności Hirr(T) opisywana jest zależnością Almeida-Thouless’a i leży poniżej wartości charakterystycznych dla HTSC gęstość prądów krytycznych mierzona metodą Angadie’go wynosi Jc(2.0K; 5mT)≈2·105 A/cm2