Anisotropy of the Critical Current and Abrikosov Vortex Pinning in Magnetic Superconductor EuCsFe4As4

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this study, for the first time, we present a systematic study of the critical current density Jc at two magnetic field orientations B∥ab">B∥ab and B∥c">B∥c in a single crystal of the superconducting pnictide EuCsFe4As4, which shows a magnetic ordering below Tc and belongs to the 1144 family. The anisotropy of Jc and its temperature dependence are determined. The exponents α">α of the Jc(B)">Jc(B) dependences from 0.1 to 1 T are in a good agreement with the theoretical predictions for strong Abrikosov vortex pinning, which is also confirmed by the values of the pinning strength estimated using the Dew-Hughes model.

About the authors

A. Yu. Degtyarenko

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia

V. A. Vlasenko

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia

T. E. Kuz'micheva

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia

K. S. Pervakov

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia

S. Yu. Gavrilkin

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia

A. Yu. Tsvetkov

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia

S. A. Kuz'michev

Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences;Faculty of Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: degtyarenkoayu@lebedev.ru
119991, Moscow, Russia;119991, Moscow, Russia

References

  1. Y. Kamihara, T. Watanabe, M. Hirano, and H. Hosono, J. Am. Chem. Soc. 130, 3296 (2008).
  2. J. Paglione and R. L. Greene, Nat. Phys. 6, 645 (2010).
  3. H. Hosono, A. Yamamoto, H. Hiramatsu, and Y. Ma, Mater. Today 21(3), 278 (2018).
  4. C. Yao and Y. Ma, Supercond. Sci. Technol. 32(2), 023002 (2019).
  5. S. Pyon, T. Ito, and T. Tamegai, J. Phys. Conf. Ser. 2323(1), 012020 (2022).
  6. M. P. Smylie, K. Willa, J.-K. Bao, K. Ryan, Z. Islam, H. Claus, Y. Simsek, Z. Diao, A. Rydh, A.E. Koshelev, W.-K. Kwok, D.Y. Chung, M.G. Kanatzidis, and U. Welp, Phys. Rev. B 98, 104503 (2018).
  7. M. Bristow, W. Knafo, P. Reiss, W. Meier, P.C. Canfield, S. J. Blundell, and A. I Coldea, Phys. Rev. B 101, 134502 (2020).
  8. G. Wu, Y. L. Xie, H. Chen, M. Zhong, R.H. Liu, B.C. Shi, Q. J. Li, X. F. Wang, T. Wu, and Y. J. Yan, J. Phys. Condens. Matter. 21, 142203 (2009).
  9. M. Fujioka, S. J. Denholme, M. Tanaka, H. Takeya, T. Yamaguchi, and Y. Takano, Appl. Phys. Lett. 105, 10 (2014).
  10. K. S. Pervakov, L. F. Kulikova, A.Y. Tsvetkov, and V.A. Vlasenko, Bull. Lebedev Phys. Inst. 49(8), 242 (2022).
  11. T. E. Kuzmicheva, S.A. Kuzmichev, M.G. Mikheev, Ya.G. Ponomarev, S.N. Tchesnokov, V.M. Pudalov, E.P Khlybov, and N.D. Zhigadlo, Phys.-Uspekhi 57, 819 (2014).
  12. J. P. Sun, G. Z. Ye, P. Shahi, J.Q. Yan, K. Matsuura, H. Kontani, G.M. Zhang, Q. Zhou, B.C. Sales, T. Shibauchi, Y. Uwatoko, D. J. Singh, and J.G Cheng, Phys. Rev. Lett. 118, 147004 (2017).
  13. B. Lei, J.H. Cui, Z. J. Xiang, C. Shang, N. Z. Wang, G. J. Ye, X.G. Luo, T. Wu, Z. Sun, and X.H. Chen, Phys. Rev. Lett. 116, 077002 (2016).
  14. F. Steckel, R. Beck, M. Roslova, M. Abdel-Hafiez, A.U. Wolter, I. Morozov, S. Wurmehl, C. Hess, and B. B�uchner, J. Supercond. Nov. Magn. 28, 1123 (2015).
  15. T. Tamegai, T. Suwa, D. Miyawaki, S. Pyon, K. Takano, H. Kajitani, and N. Koizumi, IEEE Trans. Appl. Supercond. 29(5),1 (2019).
  16. V.A. Vlasenko, A.Y. Degtyarenko, A. I. Shilov, A.Y. Tsvetkov, L. F. Kulikova, A. S. Medvedev, and K. S. Pervakov, Materials 15(23), 8438 (2022).
  17. A. Iyo, K. Kawashima, T. Kinjo, T. Nishio, S. Ishida, H. Fujihisa, Y. Gotoh, K. Kihou, H. Eisaki, and Y. Yoshida, J. Am. Chem. Soc. 138, 3410 (2016).
  18. Y. Liu, Y.B. Liu, Z.-T. Tang, H. Jiang, Z.C. Wang, A. Ablimit, and G.H. Cao, Phys. Rev. B 93, 214503 (2016).
  19. K. Iida, Y. Nagai, and S. Ishida, Phys. Rev. B 100(1), 014506 (2019).
  20. Z. Devizorova and A. Buzdin, Phys. Rev. B 100(10), 104523 (2019).
  21. B.Q. Song, M.C. Nguyen, C. Z. Wang, and K.M. Ho, Phys. Rev. B 97, 094105 (2018).
  22. Z.C. Wang, S.Q. Wu, L.W. Jie, and G.H Cao, Nano Res. 21, 3716 (2021).
  23. A.Y. Degtyarenko, I.A. Karateev, A.V. Ovcharov, V.A. Vlasenko, and K. S. Pervakov, Nanomat. 12(21), 3801 (2022).
  24. V. Vlasenko, K. Pervakov, and S. Gavrilkin, Supercond. Sci. Technol. 33(8), 084009 (2020).
  25. D. Collomb, S. J. Bending, A.E. Koshelev, M.P. Smylie, L. Farrar, J.K. Bao, D.Y. Chung, M.G. Kanatzidis, W.K. Kwok, and U.Welp, Phys. Rev. Lett. 126, 157001 (2021).
  26. T.K. Kim, K. S. Pervakov, D.V. Evtushinsky et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 103(17), 174517 (2021).
  27. M. Hemmida, N. Winterhalter-Stocker, D. Ehlers et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 103(19), 195112 (2021).
  28. V. S. Stolyarov, A. Casano, M.A. Belyanchikov et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 98, 140506 (2018).
  29. V. S. Stolyarov, K. S. Pervakov, A. S. Astrakhantseva, I.A. Golovchanskiy, D.V. Vyalikh, T.K. Kim, S.V. Eremeev, V.A. Vlasenko, V.M. Pudalov, A.A. Golubov, E.V. Chulkov, and D. Roditchev, J. Phys. Chem. Lett. 11, 9393 (2020).
  30. J.-K. Bao, K. Willa, M. P. Smylie, H. Chen, U. Welp, D.Y. Chung, and M.G. Kanatzidis, Cryst. Growth Des. 18(6), 3517 (2018).
  31. Y. Liu, Y.B. Liu, Q. Chen, Z.T. Tang, W.H. Jiao, Q. Tao, Z.A. Xu, and G.H. Cao, Sci. Bull. 61(15), 1213 (2016).
  32. Y.B. Liu, Y. Liu, and G.H. Cao, J. Phys. Cond. Mat. 34(9), 093001 (2021).
  33. M.A. Albedah, F. Nejadsattari, Z.M. Stadnik, Y. Liu, and G.H. Cao, J. Phys. Condens. Matter 30(15), 155803 (2018).
  34. S.A. Kuzmichev, K. S. Pervakov, V.A. Vlasenko, A.Y. Degtyarenko, S.Y. Gavrilkin, and T. E. Kuzmicheva, JETP Lett. 116(10), 723 (2022).
  35. S. Ishida, D. Kagerbauer, S. Holleis, K. Iida, K. Munakata, A. Nakao, A. Iyo, H. Ogino, K. Kawashima, M. Eisterer, and H. Eisaki, Proc. Natl. Acad. Sci. 118(37), e2101101118 (2021).
  36. C. P. Bean, Rev. Mod. Phys. 36, 31 (1964).
  37. S. Ishida, A. Iyo, H. Ogino, H. Eisaki, N. Takeshita, K. Kawashima, K. Yanagisawa, Y. Kobayashi, K. Kimoto, H. Abe, M. Imai, J. Shimoyama, and M. Eisterer, npj Quan. Mat. 4(1), 27 (2019).
  38. A. I. Larkin, ZhETF 58, 1466 (1970).
  39. A. I. Larkin and Y.N. Ovchinnikov, Phys. B+C 126(1), 187 (1984).
  40. G. Blatter, M.V. Feigel'man, V.B. Geshkenbein, A. I. Larkin, and V.M. Vinokur, Rev. Mod. Phys. 66(4), 1125 (1994).
  41. C. J. van der Beek, M. Konczykowski, and R. Prozorov, Supercond. Sci. Technol. 25(8), 084010 (2012).
  42. R. Willa, A.E. Koshelev, I.A.A. Sadovskyy, and A. Glatz, Supercond. Sci. Technol. 31(1), 014001 (2017).
  43. N. Haberkorn, M. Xu, W.R. Meier, J. Schmidt, S. Su'arez, S. L. Bud'ko, and P.C. Canfield, Supercond. Sci. Technol. 34(3), 035013 (2021).
  44. N. Haberkorn, M. Miura, B. Maiorov, G. F. Chen, W. Yu, and L. Civale, Phys. Rev. B 84, 094522 (2011).
  45. V.A. Vlasenko, O.A. Sobolevskiy, A.V. Sadakov, K. S. Pervakov, S.Y. Gavrilkin, A.V. Dik, and Y. F. Eltsev, JETP Lett. 107, 119 (2018).
  46. D.Dew-Hughes, Phil. Mag. 30, 293 (1974).
  47. Z. Guo, H. Gao, K. Kondo, T. Hatano, K. Iida, J. H�anisch, H. Ikuta, and S. Hata, SACS Appl. Elect. Mat. 3(7), 3158 (2021).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».