Rugalmas rácsok kollektiv dinamikája rendezetlen potenciál térben = Collective Dynamics of Elastic Lattices in Disorder Potential

A projekt keretében nagyáramú transzportméréseket végeztünk a magashőmérsékletű szupravezetők prototípusának tekinthető Bi2Sr2CaCu2O8 (BSCCO) egykristályokon. Vizsgálataink a következő új eredményekhez vezettek: 1. Az alacsonyhőmérsékleti vortexüveg fázis egy tartományában megfigyelt metastabil viselkedés megjelenése nem fázisátmenet, hanem egy dinamikus átmenetet, amely során a vortexek termikus relaxációs ideje hosszabbá válik, mint a kísérlet időskálája. 2. A disszipáció a szupravezető és normális állapotot elválasztó front mozgásával fokozatosan terjed a mintában. 3. A szabad vortexmozgás (FFF) disszipatív dinamikája nem írható le a széleskörűen elfogadott Bardeen-Stephen-törvénnyel, amely szerint az ellenállás lineárisan közelít a nem szupravezető értékhez, ha a mágneses tér a felső kritikus mágneses térhez tart, hanem egy 3/4 kitevőjű hatványfüggvénnyel irható le. 4. A szilárd vortex fázisban a mágneses ellenállás telítődik nagy mágneses térnél. A jelenséget a szomszédos szupravezető síkokon a vortexmagok közötti kvázirészecske-vezetőképesség segítségével értelmeztük. 5. Szilárd vortex fázisban nagy áramoknál Hall-feszültség jelenik meg, mely előjelet vált a mágneses tér irányának változtatásakor. A Hall-feszültség megjelenésének küszöbárama két nagyságrenddel nagyobb, mint a longitudinális feszültségé. A jelenséget a vortexek dinamikus rendeződésével értelmeztük. | Our programme on high current electrical transport in Bi2Sr2CaCu208 (BSCCO), chosen as the prototypical high Tc cuprate superconductor, has brought new understanding to several aspects: 1.The portion of the low temperature vortex glass phase exhibiting metastability is not a new phase but a dynamic crossover at which thermal relaxation of the vortices into the disorder slows to the time scale of the experiments. 2. Dissipation sets in progressively as a superconducting/normal front moves into the sample. 3.The free flux flow viscous dynamics does not obey the widely accepted Bardeen- Stephen law that the resistivity approach its non-superconducting value linearly with field to the upper critical field, but rather a displays a 3 power law. 4.The magneto resistance in the vortex solid phase saturates at high field. This is interpreted as arising from extra c-axis conduction along the cores of vortices which have time averaged out the disorder and become aligned from plane to plane to displace as a 3-D Abrikosov like solid. 5.In the vortex solid phase a real Hall potential, one which changes sign on magnetic field reversal, appears only at very high currents, two orders of magnitude beyond the depinning threshold. We ascribe this to motion along a channel from which escape into unguided free flux flow exhibiting a real Hall effect requires a minimum lateral force. The large factor between depinning and dechanneling is attributed to the increased current penetration accompanying vortex alignment

Disszipáció másodfajú szupravezetőkben = Dissipation in type-II superconductors

A szupravezetőkben szélsőséges körülmények között disszipáció jelenik meg, azaz megszűnik ideális vezető tulajdonságuk. Az ilyen disszipatív folyamatokat vizsgáltuk elsősorban magashőmérsékleti szupravezetőkben. Megmutattuk, hogy a disszipációt az Abrikoszov-féle örvények és a szupravezető rétegek közötti Josephson-féle alagutazás mindig együtt határozza meg. Vizsgáltuk a kvázirészecskék szerepét is az ún. nemkonvencionális szupravezetőkben és több transzporttulajdonságra kaptunk újszerű eredményeket. Vizsgáltuk azt az érdekes és megfejtetlen jelenséget, hogy a magashőmérsékleti szupravezetőkben gyakran már a fémes fázisban lecsökken az állapotsűrűség. Analógiát kerestünk a jelenségre egy egydimenziós fémben és úgy találtuk, hogy ebben az esetben az állapotsűrűség lecsökkenését egy rejtett (nehezen megfigyelhető) rend kialakulása okozza. | Under extreme conditions, dissipation appears in superconductors, i.e., they cease to be ideal conductors. We have investigated these dissipative processes mainly in high-critical-temperature superconductors. We have shown that the dissipation always arises from both the motion of Abrikosov vortices and the Josephson tunneling between adjacent superconducting layers. We have also investigated the role of quasiparicles in unconventional superconductors and found several novel results on the transport properties of these materials. We have considered the intriguing phenomenon that in certain high-critical-temperature superconductor the density of electronic states starts to decrease already in the metallic phase. To gain insight from an analogy, we have studied the decrease of the density of states in a quasi-one-dimensional conductor. We have shown that in this case the origin of the phenomenon is the formation of a hidden (difficult to observe) order

Influence of local fullerene orientation on the electronic properties of A3C60 compounds

We have investigated sodium containing fullerene superconductors Na2AC60, A = Cs, Rb, and K, by Na-23 nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy at 7.5 T in the temperature range of 10 to 400 K. Despite the structural differences from the Rb3C60 class of fullerene superconductors, in these compounds the NMR line of the tetrahedrally coordinated alkali nuclei also splits into two lines (T and T') at low temperature. In Na2CsC60 the splitting occurs at 170 K; in the quenched cubic phase of Na2RbC60 and Na2KC60 we observe split lines at 80 K. Detailed investigations of the spectrum, spin-spin and spin-lattice relaxation as well as spin-echo double resonance (SEDOR) in Na2CsC60 we show that these two different tetrahedral sites are mixed on a microscopic scale. The T and T' sites differ in the orientation of first-neighbor C60 molecules. We present evidence that the orientations of neighboring molecules are uncorrelated. Thermally activated molecular reorientations cause an exchange between the T and T' sites and motional narrowing at high temperature. We infer the same activation energy, 3300 K, in the temperature range 125 to 300 K. The spin lattice relaxation rate is the same for T and T' down to 125 K but different below. Both the spin-lattice relaxation rate and Knight shift are strongly temperature dependent in the whole range investigated. We interpret this temperature variation by the effect of phonon excitations involving the rigid librational motion of the C60 molecules. By extending the understanding of the structure and molecular dynamics of C60 superconductors, these results may help in clarifying the effects of the structure on the superconducting properties.Comment: 13 pages, 10 figures, submitted to PR