Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 73-78 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:0199000250107300

Intragranular and intergranular transitions in Y-Ba-Cu-O ceramics

J. Rosenblatt, A. Raboutou, P. Peyral et C. Lebeau

Laboratoire de Physique des Solides UA 040786 au C.N.R.S., I.N.S.A., BP 14A, 35043 Rennes Cedex, France

Abstract
We describe quantitatively the whole resistive transition (from p ≈ ρ N to ρ = 0) of Y-Ba-Cu-O ceramics as two successive phase transitions : the intragrain superconducting transition at Tcs and the intergrain coherence transition induced by the Josephson coupling between neighbouring grains at Tc < Tcs. The coherence transition is similar to the paramagnetism-ferromagnetism transition in a 3D disordered X-Y ferromagnet. In the paraconductive region T > Tcs, the fluctuations in the amplitude of the superconducting order parameter in the grains lead to an excess conductivity given by the Azlamazov-Larkin and/or the Lawrence-Doniach theories. In the paracoherent region Tc < T < Tcs, phase fluctuations result in critical behaviour of the excess conductivity. Above Tcs, the paraconductivity of samples with different degrees of granularity reflects a layered structure, while near Tc the behaviour of p (T) and V(I) characteristics is always determined by the 3D coherence transition.

Résumé
Nous pouvons décrire quantitativement la transition résistive en fonction de la température (de p ≈ ρN à ρ = 0) de céramiques Y-Ba-Cu-O en considérant successivement la transition supraconductrice intragrain à T = Tcs et la transition intergrain à la cohérence de phase à Tc < Tcs induite par le couplage Josephson entre les grains. La transition à la cohérence est analogue à la transition paramagnétismeferromagnétisme d'un ferromagnétique X-Y désordonné (3D). Dans la région paraconductrice T > Tcs, les fluctuations de l'amplitude du paramètre d'ordre supraconducteur des grains individuels conduisent à une conductivité supplémentaire calculée d'après les théories d'Azlamazov et Larkin et/ou de Lawrence et Doniach. Dans la région paracohérente Tc < T < Tcs, les fluctuations de phase dans les grains sont responsables du comportement critique de la conductivité. Les résultats expérimentaux concernant la paraconductivité d'échantillons de degrés de granularité différents suggèrent l'existence d'une structure lamellaire dans les grains. Par contre au voisinage de Tc, le comportement de p (T) et des caractéristiques V(I) est toujours déterminé par la transition à la cohérence.

PACS
7440 - Fluctuations and critical effects in superconductors.
7470V - Perovskite phase superconductors.
7450 - Superconductor tunnelling phenomena, proximity effects, and Josephson effect.

Key words
barium compounds -- fluctuations in superconductors -- high temperature superconductors -- Josephson effect -- superconducting transition temperature -- yttrium compounds -- intragranular transitions -- Azlamazov Larkin theory -- Lawrence Doniach theory -- intergranular transitions -- resistive transition -- Josephson coupling -- coherence transition -- order parameter -- phase fluctuations -- conductivity -- Y Ba Cu O