HAL Id: jpa-00217753
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Submitted on 1 Jan 1978
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MODIFICATION DES PROPRIETES
SUPRACONDUCTRICES DE FILMS MINCES DE
PLOMB DUE A LA PRESENCE DE GRAINS DE FER
J. Pinel, C. Lebeau
To cite this version:
JOURNAL D E PHYSIQUE
Colloque
C6,
supplément au n°
8,
Tome
39,
août
1978,
page
C6-691
MODIFICATION DES PROPRIETES SUPRACONDUCTRICES DE FILMS MINCES DE PLOMB
DUE "A LA PRESENCE DE GRAINS DE FER
J. Pinel et C. Lebeau
Institut National des Sciences Appliquées, 35031 Rennes Cedex, France
Résumé.- Les résultats obtenus sur des films de plomb (épaisseur - 1 y) contenant des amas de fer montrent qu'un échantillon ne transite pas, même après recuit, lorsque la concentration volumique en fer est de 5%. Par contre, lorsqu'elle est de 2,2%, la température de transition du plomb peut être atteinte par des recuits. Les champs perpendiculaires de transition sont élevés et leurs va»-leurs ne peuvent s'expliquer par les modèles existants.
Des dipôles ferromangétiques en suspension dans un supraconducteur de type I massif donnent un élargissement de la transition et une modification des champs de transition /l/. Ces effets obtenus sur Hg Fe peuvent être expliqués par une profondeur de pénétration effective /2/. L'extension de l'étude à d'autres échantillons est rendue délicate par les difficultés de préparation des matériaux possibles : Pb Fe, In Fe et Pb Co. Dans les autres cas, il se forme des composés définis. Les films sont réalisés par copulvérisation cathodique à l'aide d'un dispo-sitif triode. Sur la cible de plomb sont réparties des lamelles de fer. Le rapport des surfaces prédé-termine le pourcentage volumique p de fer en tenant compte des vitesse de dépôt respectives ; celui-ci est aussi obtenu par la mesure de l'aimantation à saturation des films. Les recuits sont effectués sous vide à 250°C.
La mesure de la susceptibilité x e n champ
ap-pliqué nul montre que l'échantillon 1 (A, p = 5%,
o
épaisseur d = 5500 A, support refroidi à l'eau cou-rante) ne transite pas à 2 K. La figure 1 montre le résultat obtenu après un recuit de 1 heure. Des re-cuits supplémentaires n'ont pas augmenté T . La va-riation de x pour le film 2 (Q, p = 2,2%, d = 1 y, support refroidi) débute à 4,4 K et a varié de moi-tié à 3,9 K. Pour le film 3 (0, mêmes caractéristi-ques, support non refroidi), elle débute à 3,6 K. Des impuretés magnétiques en bon contact électrique avec le supraconducteur abaissent T de façon diffé-rente selon qu'elles sont en solution ou engagées en amas /3,4/. Si le dépôt est fait sur support maintenu
à 10 K, il est trouvé T = 0 pour p = 0,49% /5/. Il en résulte que, pour nos échantillons, une agglomé-ration de fer s'est produite au cours du dépôt. Pour les films 2 et 3, un recuit d'une demi-heure augmen-te T jusau'à envrion 6 K. Donc un recuit engage les impuretés en amas. Cependant le film montre qu'il existe une concentration critique au-dessus de la-quelle T est difficilement augmentée par recuit. Les champs de transition perpendiculaire H_ (T) (Fig. 2) sont obtenus par la mesure de la va-riation de X- Le film 2 (A) présente des valeurs de H_(T) inférieures à celles du plomb H (T) (+). Après recuit (0),IL(T) > H_(T). Il en est de même pour le film 3 pares recuit ( ) . Théoriquement, les impure-tés en solution abaissent H_ dont la forme de varia-tion en foncvaria-tion de T reste voisine de la loi para-Fig. 1.- Transition des films de Pb Fe.
Abstract.- Results obtained on thin films (thickness - 1 \i) of lead containing iron show that no transition is observed, even after annealing, on a sample having an iron volumie concentration of 5%. On the other hand, when this later is 2.2%, lead transition temperature can be reached by an*-nealing. The perpendicular transition fields are high and the measured values cannot be explained by the existing models.
bolique, mais avecun rapport HC(0)/TC qui décroît Références avec TC/TCO 161. Typiquement, l'écatt est de 10%
Il/ Pinel, J., Lebeau, C., Rosenblatt, S . , Rev.
~ ~ ~ 1 1 ~ Physique Appl. ~
5
(1971) 555 ~ 1 1 172
2 3 4 5 6 7
TENPERRTURE 1 K 1 Fig. 2.- Champs de transition de films de Pb Fe.
pour TC/TCO
.
Pour nos films, nous supposons que les impuretés en amas agissent de la même façon que dans les échantillons massifs111,
c'est-à-dire que HT = HC k HD, où le champ démagnétisant HD vaut 4 T p1740 = 480 G, si on suppose le fer saturé. Compte- tenu de deux effets en présence, nous estimons la loi parabolique suffisante pour tenir compte des im- puretés en solution. L'écart entre I$.(T) et HC(T) avec HC(0) = 490 Oe et T = 4,4 K reste inférieure
C
à
%
pour le film 2. Mais après recuit, l'écart est d'environ 800 Oe à 2,2 K (HC(0) = 625 Oe, TC = 5,6 K). Pour le film 3, l'écart atteint 1200 Oe à 2,2 K (HC(0)=
665 Oe, TC = 6 K). Les hypothèses formulées ne sont donc pas suffisantes pour expliquer les va- leurs de %(Tl.En conclusion, les résultats observés en champ nul sont analogues à ceux obtenus sur Hg Fe massif. Cependant, la matrice solide rend difficile l'éliml- nation de tout effet de proximité. Par contre, les champs de transition sont plus grands que prévus. Il est possible qu'un réseau de "vortex", favorisé par la présence des amas magnétiques, intervienne
.
Le comportement habituel des films très minces en champ perpendiculaire serait observé, mais ici pour des épaisseurs notablement plus élevées./2/ Lebeau, C. et Pinel, J., J. Physique
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(1977) 1129/3/ Maki, K., "Superconductivity", édité par R.D. Parks, M. Dekker, (N.Y.) 1969, p. 1035. /4/ Dobrosavljevic, L., J. Physique,
M
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