Magnetfeltegenskaber af superledere

Projektet har i vid udstrækning fulgt den oprindelige plan. Som en hovedbestanddel og et vigtigt supplement til eksisterende teknikker, baseret på neutron- og røntgenspredning, transport-, ac-susceptibilitet- og magnetiserings-målinger, er designet og opbygget et moderne PC-styret magneto-optisk (MO) udstyr. Udstyret kan anvendes i temperaturområdet 4-300 K og i magnetfelter op til 0.15 T. Detaljeret kalibrering og analyse af systemet og etablering af en matematisk algoritme har muliggjort kvantitativ bestemmelse af den lokale variation af magnetisk fluks og de strømbærende egenskaber med en opløsning i mikrometerområdet. Test og karakteriseringsmålinger er udført på HTS tyndfilm og enkrystaller. MO-udstyret er omtalt i en vedlagt rapport. Der er senere udviklet en ny billedanalyse teknik, der kompenserer for fejl i MO-filmene og giver mulighed for en mere nøjagtig beregning af de lokale strømtætheder. Med MO-teknik er afsløret en usædvanlig tilstedeværelse af superledning i en tetragonal (burde være ortorhombisk) enkrystal af YBa2Cu306+x (YBCO) med iltindholdet chi = 0.62. Med anvendelsen af de eksisterende teknikker, herunder specielt MO-udstyret, er den magnetiske fluksindtrængning blevet studeret i BSCCO/Ag (BSCCO = Bi2Sr2Ca2Cu3010) superlederbånd fremstillet af NST, og svage strømbaner og filamenter i båndene er blevet identificeret. De strømbærende genskaber af superledende YBCO plader, fremstillet af Haldor Topsøe A/S, er blevet forbedret (ca. en faktor ti) gennem bestråling med hurtige neutroner i Risø's DR3 reaktor. Sammenhængen mellem lokal tekstur og lokale strømbærende egenskaber er blevet studeret med en kombination af synkrotron røntgenspredning og magnetiseringsmålinger. Blandt superledende borkarbider (RENi2B2C, RE = Y, Lu, Dy, Ho, Er, Tm) fremkommer en overraskende sameksistens med magnetisk ordnede faser. Generelt udelukker disse faser gensidigt hinanden, men i borkarbiderne overlever begge faser men med gensidige eksotiske påvirkninger, som endnu ikke er fuldt afklarede. På Risø er disse forhold studeret med neutronspredning, og der er opnået resultater vedrørende sammenhængen mellem det magnetiske fluksliniegitter og de magnetiske faser, som har påkaldt stor international interesse. Magnetiske faser og magnetiske fluktuationer i superledende faser er blevet studeret med neutronspredning i YBCO og i materialer, hvor Y er erstattet med magnetiske ioner, som Nd og Pr. Erstattes Y med Nd fremkommer magnetisk ordning af Nd ved temperaturer under 0.62 K uden at påvirke superledningen, medens Pr substitution undertrykker superledningen for alle dopinggrader (d.v.s. iltindhold 0 < chi < 1). Neutronspredningsmålingerne har afsløret en stærk kobling mellem Cu og Pr ionerne. På grundlag af en i litteraturen fremsat teoretisk model kan de dopede huller være lokaliseret i bindinger tæt på Pr ionerne og ikke som i de superledende materialer af denne type i de superledende Cu02 planer. Dette kan forklare den forøgede kobling mellem Pr og Cu. Endelig skal anføres en højst overraskende observation af kvasi-statisk magnetisk orden af Cu-atomeme i de superledende Cu02 planer af YBCO