Champs et densités de courants critiques dans les oxydes supraconducteurs à haute Tc
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
A field and temperature studies of the high Tc superconductor oxides (La1,85Sr0,15Cu04, YBa2Cu307 and Bi2Sr2CaCu2O8) has revealed several particular behaviours. In sintered samples, the intergranular critical current density varies from 10 to 103 A/cm2 at T = 4. 2 K, whereas the intragranular critical current density exceeds 106 A/cm2 at T = 4. 2 K and is the same in single crystals (magnetic measurements). Both are controlled by the material's structure yielding two irreversible regimes: one at low magnetic field and the other one at high magnetic field (H>Hc1). The low field irreversibility is strongly reduced in powdered samples and disappears in single crystals: it is controlled by intergranular junctions. The intragranular critical current density displays an exponential decay with temperature whereas the intergranular critical current density exhibits power Laws both with magnetic field H and with temperature T. The latter is comparable to what is deduced from transport measurements. A comparison with this method allows us to show that the critical current density determined by transport measurements is not an intrinsic property of the high Tc superconductor oxides but reflects the junction's current. Study of the angular dependence of the magnetization of single crystals revealed a strong and anomalous behaviour of the hysteresis cycle for H oriented out of the symmetry directions. The anisotropy is of order 30. M vs H curves are extremely sensitive to the exact direction of H, particularly close to the (a,b) plane. The isotropical critical state model fails to describe the magnetic cycle except when the applied field is parallel to the c-direction.
Abstract FR:
L'étude en champ et en température des oxydes supraconducteurs (La1. 85Sr0. 15Cu04, YBa2Cu307 et Bi2Sr2CaCu2O8) a révélé un comportement très particulier. Dans les frittés la densité de courant critique intergranulaire varie de 10 à 103 A/cm2 à T = 4. 2 K, tandis que la densité de courant critique intragranulaire est de l'ordre de 106 A/cm2 à T = 4. 2 K et est identique à celle des monocristaux. Elles sont contrôlées par la microstructure du matériau qui donne aussi lieu à deux régimes d'irréversibilités: l'un à bas champ et l'autre à haut champ. Le régime d'irréversibilités bas champ est fortement réduit dans les poudres tandis qu'il disparaît dans les monocristaux: il est contrôlé par les jonctions entre grains. L'étude en température a mis en évidence une décroissance exponentielle de la densité de courant critique intragranulaire déduite des cycles haut champ alors que la densité de courant critique intergranulaire déduite des cycles bas champ suit des lois de puissance en champ et en température. Cette dernière est comparable à ce que l'on déduit par les mesures de transport Une analogie que nous avons faite avec cette méthode nous a permis de montrer que les densités de courants déterminées par transport dans les frittés ne représentaient pas une propriété intrinsèque de ces oxydes supraconducteurs. L'étude en angle dans les monocristaux d'YBaCuO a révélé une forte anisotropie entre la situation où le champ appliqué est parallèle à la direction c et la situation où il est dans le plan (a,b). Elle est de l'ordre de 30. Les cycles d'hysthérésis sont très sensibles à la direction du champ au voisinage du plan (a,b) et le sont beaucoup moins au voisinage de la direction c. Le modèle de l'état critique isotrope ne décrit le cycle magnétique que dans le cas où H est parallèle à la direction c.