Präparation, Charakterisierung und elektronische Eigenschaften von dünnen Schichten des Hochtemperatursupraleiters HgReBa 2 Ca n-1 Cu n O y
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Salem, Abouelwafa Abouelmaaref Mohamed
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Ziel dieser Arbeit war
die Pr"{a}paration, Charakterisierung und Untersuchung der
elektronischen Eigenschaften von d"{u}nnen
Schichten des
Hochtemperatursupraleiters HgReBa$_{2}$Ca$_{n-1}$Cu$_{n}$O$_{y}$,
die mittels gepulster Laser-Deposition hergestellt wurden. Die
HgRe1212-Filme zeigen in der AC-Suszeptibilit"{a}t einen scharfen
"{U}bergang in die supraleitende Phase bei 124 K mit einer
"{U}bergangsbreite von 2 K.
Die resistiven "{U}berg"{a}nge
der Proben wurden mit zunehmender St"{a}rke des externen
Magnetfeldes breiter. Aus der Steigung der Arrheniusplots konnte die
Aktivierungsenergie f"{u}r verschiedene Feldst"{a}rken bestimmt
werden. Weiterhin wurde die Winkelabh"{a}ngigkeit des
Depinning-Feldes $B_{dp}(\theta)$ der Filme gemessen. Hieraus wurde
ein Anisotropiewert von $\gamma$ = 7.7 bei 105 K ermittelt. Dies ist
relevant, um den f"{u}r Anwendungen wichtigen Bereich im
$T$-$B$-$\theta$-Phasenraum des Materials absch"{a}tzen zu
k"{o}nnen. Die kritische Stromdichte $J_{c}$ der d"{u}nnen Filme
aus HgRe-1212 wurde mit Hilfe eines SQUID-
Magnetometers gemessen.
Die entsprechenden $M$-$H$ Kurven bzw. das magnetische Moment dieser
Filme wurde f"{u}r einen weiten Temperatur- und Feldbereich mit
einem magnetischen Feld senkrecht zum Film aufgenommen. F"{u}r
einen HgRe-1212-Film konnte bei 5 K eine kritische Stromdichte von
1.2 x 10$^{7}$ A/cm$^{2}$ und etwa 2 x 10$^{6}$ A/cm$^{2}$ bei 77 K
ermittelt werden. Es wurde die Magnetfeld- und die
Temperaturabh"{a}ngigkeit des Hall-Effekts im normalleitenden und
im Mischzustand in Magnetfeldern senkrecht zur $ab$-Ebene bis zu 12
T gemessen. Oberhalb der kritischen Temperatur $T_{c}$ steigt der
longitudinale spezifische Widerstand $\rho_{xx}$ linear mit der
Temperatur, w"{a}hrend der spezifische Hall-Widerstand $\rho_{yx}$
sich umgekehrt proportional zur Temperatur "{a}ndert. In der
N"{a}he von $T_{c}$ und in Feldern kleiner als 3 T wurde eine
doppelte Vorzeichen"{a}nderung des spezifischen Hall-Widerstandes
beobachtet. Der Hall-
Winkel im Normalzustand, cot $\theta_{H}=
\alpha T^{2} + \beta$, folgt einer universellen $\textit{T
}^{2}$-Abh"{a}ngigkeit in allen magnetischen Feldern. In der
N"{a}he des Nullwiderstand-Zustandes h"{a}ngt der spezifische
Hall-Widerstand $\rho_{yx}$ "{u}ber ein Potenzgesetz mit dem
longitudinalen Widerstand $\rho_{xx}$ zusammen. Das Skalenverhalten
zwischen $\rho_{yx}$ und $\rho_{xx}$ weist eine starke
Feld-Abh"{a}ngigkeit auf. Der Skalenexponent $\beta$ in der
Gleichung $\rho_{yx}$ =A $\rho_{xx}^{\beta}$ steigt von 1.0 bis 1.7,
w"{a}hrend das Feld von 1.0 bis 12 T zunimmt.