YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 薄膜中临界电流的两个分量

弱钉扎中心和强钉扎中心对涡旋晶格的联合作用使超导体的磁性行为变得复杂，因为温度和磁场对弱钉扎和强钉扎的影响不同。在本文中，我们表明，弱钉扎和强钉扎对层状超导体 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 磁化的贡献可以被分离并单独分析。我们对 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 薄膜中弛豫超导电流 $J$ 的温度行为进行了仔细分析，揭示了电流的两个分量 $J = J_1 +J_2$。讨论了在低磁场下分离这两个分量及其温度依赖性的简单方法。我们发现，$J_1$ 是由 CuO$_2$ 面内氧空位上的弱集体钉扎产生的，而 $J_2$ 是由 Y$_2$O$_3$ 析出物上的强钉扎引起的。$J_1$ 分量随磁场变化不大，并随温度准指数衰减，在 $T \simeq 30$--40~K 时消失。$J_1$ 的快速弛豫导致在 $T \simeq 20$~K 时形成归一化弛豫率峰。$J_2$ 分量被磁场抑制，表现为 $J_2\propto B^{-0.54}$，并随温度按照幂律 $J_2\propto(1 - T/T_\mathrm{dp} )^\alpha$ 衰减，其中 $T_\mathrm{dp}$ 为退钉扎温度。本文还给出了实验数据与钉扎理论的详细比较。