Title (eng)
Nonlinear conductivity and flux-flow instabilities in superconducting MgB2 thin films
Parallel title (deu)
Nichtlineare Leitfähigkeit und Flux-Flow Instabilitäten in supraleitenden MgB2 Filmen
Author
Markus Gruber
Advisor
Oleksandr Dobrovolskiy
Assessor
Oleksandr Dobrovolskiy
Abstract (deu)
In dieser Arbeit werden supraleitende Eigenschaften, insbesondere von Typ II Supraleitern diskutiert, in denen Abrikosov-Wirbel vorhanden sind. Für typische Typ II Supraleiter in einem Magnetfeld führt ein angelegter Strom zur Bewegung der Wirbel aufgrund der Lorentzkraft. Bei einem Instabilitätsstrom I* geht der Supraleiter in den normal leitenden Zustand über. Dieser Übergang kann als Spannungssprung beobachtet werden, die Flux-Flow Instabilitäten (FFI) genannt werden. Eine theoretische Beschreibung der Instabilitäten erfolgte durch Larkin und Ovchinnikov und ihrer Verfeinerungen sowie durch die Kunchur Theorie der Hot-Electron Instabilitäten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die supraleitenden Eigenschaften, wie die Übergangstemperatur Tc, der Elektronen-Diffusionskoeffizient D, das obere kritische Magnetfeld bei Nulltemperatur Bc2(0) und die Kohärenzlänge bei Nulltemperatur ξ(0) von MgB2 mit verschiedenen Deckschichten (MgO und Au) und Strukturen (texturiert und einkristallin) experimentell untersucht und diskutiert. Im Gegensatz zu den üblicherweise beobachteten einzelnen Sprüngen bei einem Instabilitätsstrom, weisen die Strom-Spannungs-Kurven bei MgB2-Filmen typischerweise mehrere Sprünge mit quasi-linearen Abschnitten dazwischen auf.
Abstract (eng)
This thesis aims to discuss superconducting properties, especially of type II superconductors where Abrikosov vortices are present. For a typical type II superconductor in an applied magnetic field, an applied current results in the motion of vortices under the action of the Lorentz force. At the instability current I*, the superconductor transits to the normal conducting state. This transition can be observed as voltage jumps which are termed flux-flow instabilities (FFI). A theoretical description of the instability was made by Larkin and Ovchinnikov and its refinements as well as by the Kunchur theory of hot-electron instability. As part of this thesis, the superconducting properties, such as the transition temperature Tc, the electron diffusion coefficient D, the upper critical field at zero temperature Bc2(0) and the coherence length at zero temperature ξ(0) of MgB2 with different capping layers (MgO and Au) and structure (textured and single crystal) were investigated experimentally and are discussed. In contrast to commonly observed single jumps at the instability current, the current-voltage curves for MgB2 films typically exhibit multiple jumps with quasi-linear sections between them.
Keywords (deu)
SupraleitungFlux-Flow InstabilitätVortexdynamikAbrikosov-Vortices
Keywords (eng)
SuperconductivityFlux-Flow InstabilityVortex DynamicAbrikosov Vortices
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2070768
rdau:P60550 (deu)
57 Seiten : Illustrationen
Number of pages
57
Association (deu)
Title (eng)
Nonlinear conductivity and flux-flow instabilities in superconducting MgB2 thin films
Parallel title (deu)
Nichtlineare Leitfähigkeit und Flux-Flow Instabilitäten in supraleitenden MgB2 Filmen
Author
Markus Gruber
Abstract (deu)
In dieser Arbeit werden supraleitende Eigenschaften, insbesondere von Typ II Supraleitern diskutiert, in denen Abrikosov-Wirbel vorhanden sind. Für typische Typ II Supraleiter in einem Magnetfeld führt ein angelegter Strom zur Bewegung der Wirbel aufgrund der Lorentzkraft. Bei einem Instabilitätsstrom I* geht der Supraleiter in den normal leitenden Zustand über. Dieser Übergang kann als Spannungssprung beobachtet werden, die Flux-Flow Instabilitäten (FFI) genannt werden. Eine theoretische Beschreibung der Instabilitäten erfolgte durch Larkin und Ovchinnikov und ihrer Verfeinerungen sowie durch die Kunchur Theorie der Hot-Electron Instabilitäten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die supraleitenden Eigenschaften, wie die Übergangstemperatur Tc, der Elektronen-Diffusionskoeffizient D, das obere kritische Magnetfeld bei Nulltemperatur Bc2(0) und die Kohärenzlänge bei Nulltemperatur ξ(0) von MgB2 mit verschiedenen Deckschichten (MgO und Au) und Strukturen (texturiert und einkristallin) experimentell untersucht und diskutiert. Im Gegensatz zu den üblicherweise beobachteten einzelnen Sprüngen bei einem Instabilitätsstrom, weisen die Strom-Spannungs-Kurven bei MgB2-Filmen typischerweise mehrere Sprünge mit quasi-linearen Abschnitten dazwischen auf.
Abstract (eng)
This thesis aims to discuss superconducting properties, especially of type II superconductors where Abrikosov vortices are present. For a typical type II superconductor in an applied magnetic field, an applied current results in the motion of vortices under the action of the Lorentz force. At the instability current I*, the superconductor transits to the normal conducting state. This transition can be observed as voltage jumps which are termed flux-flow instabilities (FFI). A theoretical description of the instability was made by Larkin and Ovchinnikov and its refinements as well as by the Kunchur theory of hot-electron instability. As part of this thesis, the superconducting properties, such as the transition temperature Tc, the electron diffusion coefficient D, the upper critical field at zero temperature Bc2(0) and the coherence length at zero temperature ξ(0) of MgB2 with different capping layers (MgO and Au) and structure (textured and single crystal) were investigated experimentally and are discussed. In contrast to commonly observed single jumps at the instability current, the current-voltage curves for MgB2 films typically exhibit multiple jumps with quasi-linear sections between them.
Keywords (deu)
SupraleitungFlux-Flow InstabilitätVortexdynamikAbrikosov-Vortices
Keywords (eng)
SuperconductivityFlux-Flow InstabilityVortex DynamicAbrikosov Vortices
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:2072377
Number of pages
57
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