ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сверхпроводники с магнитными примесями. Бесщелевая сверхпроводимость из "Основы теории металлов " Как уже отмечалось в 16.9, примеси с малой концентрацией слабо влияют на термодинамические свойства сверхпроводников. Изменение этих свойств имеет относительный порядок а,1 с,, где а—атомный размер, /—длина пробега, с,—атомная концентрация. Совершенно иначе ведут себя магнитные примеси, о которых мы уже писали в 4.6, 13.7. Действие этих примесей измеряется величиной // , где —длина пробега относительно переворота спина, связанная с этими примесями. То же самое можно записать в виде ДДт Т ), где Xg = ljv—соответствующее время пробега. Связано это с совершенно различным действием обычных немагнитных (потенциальных) примесей и магнитных атомов на куперовские пары. [c.431] Обычные примеси действуют лишь на электрический заряд, а следовательно, одинаково рассеивают оба электрона, входящие в состав пары, и это не приводит к ее разрушению. Что же касается магнитных примесей, то они обладают способностью поворачивать электронный спин. Значит, при рассеянии на такой примеси пара может переходить в состояние с параллельными спинами (триплетное состояние), когда принцип Паули требует, чтобы электроны, входящие в ее состав, не находились в одной точке и описывались антисимметричной координатной волновой функцией. Пара при этом разрушается. [c.431] 6 было показано, что в 1-м порядке вероятность рассеяния электрона на магнитной примеси пропорциональна (J/n) S(S-f 1). Эта величина заменяет Vp p в вероятности рассеяния на обычной примеси. В действительности взаимодействие электрона с каждой примесью содержит и потенциальную часть (V) и обменную (—(//n)(oS)), причем первая, как правило, больше второй однако в интересующем нас эффекте потенциальная часть не играет роли, и мы будем ее игнорировать. Время рассеяния, связанное только с обменным взаимодействием, будем обозначать как т . [c.431] Теория, дающая точное описание действия магнитных примесей (Абрикосов и Горьков, 1960) [238], основана на применении методов квантовой теории поля, и она слишком сложна, чтобы ее здесь описывать. Поэтому постараемся дать представление об основных особенностях таких объектов с помощью простых рас-суждений. [c.431] Отсюда видно, что в противоположность обычным примесям магнитные примеси существенно понижают Т . [c.433] В сверхпроводниках с магнитными примесями дело обстоит так же. Бозе-конденсат куперовских пар содержит не все пары часть из них имеет меньшие энергии связи. Очевидно, чтобы разорвать такие пары, необходимо затратить меньшую энергию, чем для разрыва пар, имеющихся в конденсате. До сих пор одна величина Л описывала как число пар в конденсате, так и энергию связи. Однако применительно к сверхпроводникам с магнитными примесями это утверждение становится неверным. В то время как одна величина описывает параметр порядка (сохраним за ней название Д), т. е. волновую функцию конденсата, совсем другая величина характеризует минимальную энергию связи пар или энергетическую щель, которая проявляется в низкотемпературной теплоемкости, теплопроводности, поглощении электромагнитного излучения, ультразвука и др. [c.434] Может возникнуть естественный вопрос как это согласуется с критерием Ландау Согласно этому критерию в отсутствие щели в энергетическом спектре невозможна сверхпроводимость. Однако критерий Ландау выведен для чистых систем, в которых имеет место пространственная однородность и сохраняется импульс. Для систем с примесями этот критерий неприменим. [c.434] Следует отметить, что магнитные примеси являются не единственным пароразрушающим механизмом. Впоследствии было выяснено, что таким же действием обладают любые возмущения, которым соответствуют члены в гамильтониане, неинвариантные по отношению к изменению знака времени (см. [239]). [c.435] Куперовские пары являются суперпозицией состояний электронов с противоположными импульсами и спинами. Эти состояния получаются друг из друга обращением знака времени (при меняют знак импульс и спин). Возмущение, не инвариантное по отношению к изменению знака времени, по разному действует на электроны, входящие в состав куперовской пары, и как бы растаскивает ее. [c.435] Можно привести и другие примеры, а именно смешанное состояние в массивном сверхпроводнике 2-го рода и в пленке в перпендикулярном магнитном поле, малые частицы и др. Можно показать (см. [239]), что все формулы, выведенные для магнитных примесей, остаются применимыми для всех пароразрушающих механизмов. Меняется лишь физический смысл константы р. [c.436] Вернуться к основной статье