J. Phys. France 38, 393-406 (1977)
DOI: 10.1051/jphys:01977003804039300

Mécanismes de piégeage et effets de proximité dans des échantillons monograins d'alliages eutectiques lamellaires orientés

J.M. Dupart¹, R.A. Brand¹, J. Baixeras¹ et O. Bethoux<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Génie Electrique des Universités de Paris VI et Paris XI, 33, av. du Général-Leclerc, 92260 Fontenay aux Roses, France
²  C.N.R.S. Centre de Recherche sur les Très Basses Températures, BP 166, 38042 Grenoble Cedex, France

Abstract
Magnetization measurements, carried out on monograined bulk samples of a lamellar Pb-Sn eutectic alloy for lamellar spacings aE in the range 1.5 μm to 5 μm, have shown that the Sn lamellae remain diamagnetic up to 7 K, which proves the existence of a very strong proximity effect. The magnetization curves can be explained assuming a preponderant pinning at the numerous Sn/Pb interfaces. The Ic(H) curves obtained on Pb-Sn or ln2Bi-In 20 μm thick films having a perfect lamellar structure (1.5 μm < aE < 10 μm ; I // lamellae ; H // lamellae and I) exhibit a peculiar behaviour in the small-field range : Ic remains constant for fields increasing up to a certain value H1 (˜ 50 Oe at 4.2 K). This behaviour can be related to the successive potential barriers, due to the interfaces, for the vortices. The major role of these interfaces is confirmed by the study of the bulk pinning force Fp(b) ∝ b½(1 - b), b = H/Hc2 ; this peculiar b dependence is indeed typical of pinning at N/S boundaries.

Résumé
Des mesures d'aimantation réalisées sur des échantillons massifs monograins de l'eutectique lamellaire Pb-Sn, de périodes eutectiques aE comprises entre 1,5 μm et 5 μm, montrent que les lamelles Sn restent diamagnétiques jusqu'à 7 K, (Tc (Sn massif) = 3,7 K), donc qu'il existe un très fort effet de proximité. L'allure générale des courbes d'aimantation peut s'expliquer en supposant que le principal mécanisme de piégeage est relié aux interfaces Sn/Pb. Les courbes Ic(H) obtenues pour les systèmes Pb-Sn et In2Bi-In sur des films minces à structure parfaite (épaisseur 20 μm; 1,5 μm < aE < 10 μm ; I // lamelles, H // lamelles et I) présentent un comportement particulier aux champs faibles : Ic reste constant pour H compris entre 0 et une certaine valeur H1 (˜ 50 Oe à 4,2 K). Ce comportement peut être relié à l'existence des barrières de potentiel induites par les interfaces que les lignes de flux ont à franchir successivement. Le rôle prépondérant joué par ces interfaces est confirmé par l'étude de la force volumique de piégeage Fp(b) ∝ b½(1- b) avec b = H/Hc2 ; cette dépendance particulière en b est en effet caractéristique du piégeage par des interfaces N/S.

PACS
7450 - Tunneling phenomena; point contacts, weak links, Josephson effects.
7425Q - Vortex lattices, flux pinning, flux creep.
7470 - Superconducting materials.

Key words
eutectic alloys -- flux pinning -- lead alloys -- proximity effect -- tin alloys