质子辐射对薄膜YBa₂Cu₃O_7-δ超导体的影响

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 超导电性 超导电性 超导电性

背景情况:

• 高温超导体,如,,铜氧化物 (YBCO),对于先进的应用至关重要.
• 了解辐射损伤对超导体性能的影响对于其在辐射丰富的环境中部署至关重要.
• 以前的研究表明,电子辐射在抑制超导性方面比质子辐射更有效.

研究的目的:

• 研究0.6 MeV质子辐射对薄膜YBCO的超导和正常状态特性的影响.
• 将观察到的变化与理论预测进行比较,特别是泛化的d波阿布里科索夫-戈尔科夫理论.
• 阐明YBCO中质子辐射诱导的超导抑制背后的机制.

主要方法:

• 薄膜YBCO超导体 (厚度约567纳米) 经过质子辐射.
• 质子辐射的总流量为7.6×10^16 p/cm^2 在0.6 MeV.
• 测量超导过渡温度 (Tc) 和Tc以上的正常状态电阻.

主要成果:

• 质子辐射大大降低了Tc从89.3K向零.
• 在Tc以上的正常状态电阻增加,表明缺陷积累.
• 与电子辐射结果相比,Tc和无维散射速率之间的关系更好地匹配了广义的d波阿布里科索夫-戈尔科夫理论.

结论:

• 质子辐射有效地抑制YBCO薄膜中的超导性.
• 观察到的结果表明,点状缺陷和所有元素位点上的缺陷对Tc抑制至关重要.
• 这些发现挑战了关于不同离子辐射对超导体特性相对有效性的先前假设.