Estudio del efecto del campo magnético sobre las curvas corriente-voltaje en películas delgadas de YBa2Cu3O-7a: análisis de la inestabilidad térmica

Abstract

Este trabajo se centra en el estudio de las curvas corriente-voltaje, y en particular, de la ruptura de la superconductividad provocada por la aplicación de altas densidades de corriente en superconductores de alta temperatura crítica bajo campos magnéticos externos de hasta 1 T. Las muestras utilizadas son micropuentes patroneados a partir de capas delgadas de YBa2Cu3O-7 crecidas sobre sustratos de SrTiO3. Los campos magnéticos externos se aplican perpendicularmente a los planos cristalográficos ab. Las medidas se realizaron a diferentes temperaturas mediante la aplicación de pulsos de corriente de 1 ms de duración y de amplitud creciente, capaces de producir la transición de la muestra hasta un estado de alta disipación. La transición superconductora (quenching) se analizó según un modelo basado en la inestabilidad del sistema de vórtices (modelo de Larkin-Ovchinnikov) así como también bajo un modelo (denominado modelo térmico) desarrollado en nuestro grupo de investigación, basado en el inevitable calentamiento producido por el paso de corriente y el comportamiento no lineal de la resistividad en un superconductor. El modelo térmico reproduce la evolución de las curvas E-J medidas tanto en ausencia de campo magnético externo como en presencia de campo para todas las temperaturas y proporciona valores para J* que se desvían de los experimentales en menos de un 10% en los casos más desfavorables. La temperatura que alcanza la muestra en el punto de salto, según las predicciones del modelo, oscila entre 0.5 K y 1.5 K para las medidas en ausencia de campo, y entre 1 K y 2.5 K para las medidas bajo campos magnéticos externos. Este aumento de temperatura se mantiene siempre por debajo de la temperatura de transición superconductora, Tc, de forma que la ruptura del estado superconductor no está asociada a un calentamiento de la muestra por encima de ese valor sino a una solución “explosiva” del campo de temperaturas.