Dislocation model of superconducting transport properties of YBCO thin films and single crystals

Rectifying differences in transport, dynamic, and quasi-equilibrium measurements of critical current density

“…These dislocation would form lowangle domain boundaries between single-crystal domains of the epitaxially grown films, 43 which are likely to form rectangular-like patterns. 46 It has been shown 12,13,47,48 that out-of-plane edge dislocations are the most effective pins for Abrikosov vortex line lattice.…”

“…Taking into account this criterion, the model describing critical current density behaviour for different measurement techniques has been proposed for YBa 2 Cu 3 O 7 (YBCO) thin films, 11 which is based on particular vortex pinning on extended defects, such as edge dislocations forming dislocation domain walls (grain boundaries) due to a small (<3 ) misorientation angle between adjacent domains. [12][13][14] However, E cr is not the only instrumental factor affecting measured critical currents. In addition to the small field and temperature inhomogeneities in the measurement systems, which were shown to strongly affect magnetization measurements, [15][16][17][18] tiny sample oscillations can dramatically affect J c .…”

Significant tunability of thin film functionalities enabled by manipulating magnetic and structural nano-domains

“…A moving flux-line lattice causes energy dissipation and, as a result, superconducting performance degradation. The best possible natural pinning centres in YBCO thin films are edge and screw dislocations, in particular for the fields applied parallel to these dislocations 27,61,75 . These dislocations are formed in the out-of-plane direction during pulsed laser deposition of the films 28,61,65,75,76 as a result of the YBCO/STO crystal lattice misfit.…”

Pinning and dynamics of Abrikosov vortices, crystalline defects, and problem of critical current density in monocrystals and biaxially-oriented YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\delta}$ high-temperature superconductor films

“…Действительно, как надежно показано в ряде работ, плотность критического тока, J с и J с (Н), в лучших эпитаксиально-выращенных тонких пленках металлоксидного ВТСП-купрата YBa 2 Cu 3 O 7 (далее -YBCO) оказывается на 1,5-2 порядка величи-ны выше, чем в совершенных монокристаллах и так называемых текстурированных монодоменных образцах [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Наивысшая J с , измеренная в эпитаксиально выращенных на монокристаллических подложках высоко-биаксиально-ориентированных тонких пленках из YBCO, достигает 610 6 Асм 2 при 77 К в собственном поле и около 910 5 Асм 2 в приложенном перпендикулярном поле 1,5 Тл 1-10, в 54 В. М. Пан то время как в совершенных недвойникованых монокристаллах J с (77 К) не превышает 5,510 4 Асм 2 в поле 1,5 Тл, приложенном парал-лельно оси С кристалла 7. В текстурированных монодоменных ма-териалах из ВТСП YBCO J с (опять при 77 К и НC-оси и равном 1,5 Тл) равна 1,810 4 Асм 2 6 и после одноосной горячей деформации повышается в два раза 6.…”

“…В настоящем обзоре автор обосновывает точку зрения, сформу-лированную впервые, по-видимому, в работах [4,5,7,8,10], о том, что доминирующими центрами пиннинга, определяющими достиже-ние более высоких J с в тонких пленках являются линейные дефекты (несверхпроводящие ядра краевых дислокаций), в то время как в монокристаллах YBCO хаотически распределенные точечно-подобные дефекты (типа кислородных вакансий), а также границы двойниковых доменов дают наибольший вклад в пиннинг вихрей и в плотность критического тока. Промежуточный случай, очевидно, реализуется в текстурированных материалах из ВТСП YBCO (если, конечно, измерение J с любым методом, магнитным или транспорт-ным, выполнено на однодоменном образце без слабых связей), где краевые дислокации, линии которых в основном параллельны аb-плоскости кристаллов YBCO, вместе со случайно распределенными точечно-подобными дефектами и двойниками дают вклад в пиннинг и динамику магнитного потока.…”