Resistivity anisotropy and Josephson coupling in lead-substituted bismuth cuprates

(Received 3 February 1994, revised and accepted 14 April 1994)

Abstract
We report experimental results showing that the increase of the lead-substitution in Bi-2 : 2 : 1 : 2 single crystals can offer the possibility to reduce the anisotropy. The strengthening of the binding forces between adjacent Bi-O planes, induced by lead-substitution, is confirmed by new results about iodine intercalation. In the normal phase, the lead-substitution has the effect to decrease the resistivity along the c-direction by a factor as high as 60. In the superconducting phase, it increases the Josephson coupling between the layers, resulting in high densities of critical current along the c-axis, up to 5 000 A/cm ² and two-state hysteretic I-V characteritics without intermediate branches.

Résumé
Nous présentons des résultats expérimentaux, qui montrent que l'augmentation de la substitution partielle du bismuth par le plomb dans des monocristaux de Bi-2 : 2 : 1 : 2, peut permettre de réduire l'anisotropie. Le renforcement des forces de liaison entre plans Bi-O adjacents, induit par cette substitution, est confirmé par de nouveaux résultats sur l'intercalation d'iode entre ces plans. Dans la phase normale, la substitution par le plomb a pour effet de diminuer la résistivité dans la direction c d'un facteur 60. Dans la phase supraconductrice, elle augmente le couplage Josephson entre les feuillets. Il en résulte des densités de courant critique plus importantes dans la direction c, jusqu'à 5 000 A/cm ², ainsi que des caractéristiques I-V hystérétiques, avec deux états, sans branches intermédiaires.