Примеси в сверхпроводниках

Г. п. зависит от концентрации примеси в сверхпроводнике, ограничивающей длину свободного пробега электронов I. При н Z[c.497]

Микроскопия, параметром, характеризующим принадлежность сверхпроводника к 1-му или 2-му роду, является отношение глубины проникновения магн. поля Я, к длине когерентности х = Л/ , называемое параметром Гинзбурга — Ландау (см. Гинзбурга — Ландау теория). Если х> 1/) 2, то материал является С. в. р. Среди чистых металлов к С. в. р, относится Nb. По мере введения примесей в С. в. р, материалы, являвшиеся С. 1-го рода в чистом состоянии, могут превращаться в С. в. р. Длина когерентности в сплавах (1оЛ где — длина когерентности чистого материала, а 2 — длина свободного пробега электронов в сплаве. Длина когерентности может стать значительно короче уже при не очень большой (- 1%) концентрации примесей. Глубина проникновения в сплавах к ,о( д/2) (где Я. — глубина проникновения для чистого материала), напротив, воз- [c.442]

В нормальном состоянии эти дефекты решетки обусловливают так называемое остаточное сопротивление металла. В сверхпроводящем состоянии примеси играют новую роль. Как мы уже указывали, в сверхпроводнике взаимодействие между электронами приводит к установлению определенной пространственной корреляции между ними. В частности, зависимость тех или иных гриновских функций в координатном представлении от своих пространственных аргументов на расстоянии порядка (эффективный размер пары) существенно меняется с переходом металла из нормального [c.421]

Увеличение концентрации примесей приведет, очевидно, к тому, что радиус корреляции электронов в сверхпроводнике будет уменьшаться. Для достаточно концентрированного сплава роль параметра корреляции перейдет от Е,, к длине свободного пробега электронов. При таких концентрациях мы вправе ожидать появления новых характерных свойств у сверхпроводника. Не ставя своей целью в этой книге последовательное изложение теории сверхпроводимости, мы коснемся здесь только одного вопроса — о свойствах сплавов в постоянном слабом магнитном поле. Это позволит нам, однако, в полной мере продемонстрировать своеобразную технику теории поля, чрезвычайно полезную при изучении такого рода объектов. [c.422]

Среди чистых металлов истинные сверхпроводники 2-го рода, по-видимому, не встречаются. Однако существует способ, посредством которого любой сверхпроводник 1-го рода можно превратить в сверхпроводник 2-го рода. Для этого надо ввести примеси. [c.319]

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]

Именно параметр порядка определяет основные особенности сверхпроводников эффект Мейснера и отсутствие электрического сопротивления. Пока Д конечно, все эти свойства имеют место. В то же время энергетическая щель может обратиться в нуль это действительно имеет место в сверхпроводниках с магнитными примесями в диапазоне концентраций соответствует по формулам (21.9) и (21.6)) [c.434]

Электрон теряет энергию при столкновениях. Однако столкновения с примесями неэффективны, ибо они упругие, а столкновения с квазичастицами редки (с ехр(—Д/Т)). Поэтому единственным процессом, который дает энергетическую релаксацию, является излучение фононов. При низких температурах характерное время такого процесса Тр велико. Это приводит к тому, что глубина проникновения для величины т) велика по сравнению с корреляционной длиной I (порядка 5 для чистого сверхпроводника). Обозначим эту величину через поскольку она определяет также пространственное изменение электрического поля в сверхпроводнике. [c.488]

Предположим, что мы возбуждаем ток в металле с помощью электрического ноля, затем выключаем поле и изучаем затухание тока. В нормальном металле ток может уменьшаться за счет отдельных электронов, т. е. в процессе рассеяния полный импульс электронной системы уменьшается в результате ряда столкновений отдельных электронов с примесями, фононами, дефектами и т. д. При этом каждое столкновение в среднем способствует возвращению распределения ио импульсам к его равновесному виду, что соответствует обращению полного тока в нуль. Когда ток возникает в сверхпроводнике, все куперовские пары движутся совместно, причем единое двухэлектронное состояние, описывающее каждую из пар, есть состояние с отличным от нуля импульсом центра масс ). Можно было бы ожидать, что такой ток будет уменьшаться за счет столкновений отдельных пар в полной аналогии со столкновениями отдельных электронов в нормальном металле, при которых импульс центра масс некоторых пар возвращается к нулевому значению. Однако такое предположение упускает из виду взаимозависимость между парами, имеющую весьма тонкий характер ). Существенным условием стабильности пары является факт существования всех остальных пар, описываемых точно такими же волновыми функциями. Поэтому нельзя изменить волновые функции отдельных пар, не разрушив полностью состояния со спаренными электронами, а это потребовало бы огромных затрат свободной энергии. [c.365]

Материалы первого рода теряют свойства сверхпроводимости уже при слабых магнитных полях и относительно небольших плотностях тока. Сверхпроводники второго рода сохраняют сверхпроводящее состояние вплоть до высоких значений напряженности магнитного поля. Что касается величины критической плотности тока, то она тесно связана с наличием неоднородностей в структуре материала и примесей. Если таких искажений и примесей нет, то сверхпроводники второго рода относят к мягким (идеальным), при сильных магнитных полях они допускают небольшие плотности тока, Сверхпроводники второго рода с неоднородностями [c.277]

Если сверхпроводник загрязнён примесями, так что длина свободного пробега электронов I (сверхпроводящий сплав), то связь j с А выражается тем же П. у. (1), однако теперь ядро К г) отлично от нуля лишь в области с размером порядка I. [c.588]

В этой главе обсуждаются электронная и решеточная теплопроводности и соотношение между ними в зависимости от температуры и от величины рассеяния на примесях. О том, как меняется соотношение между электропроводностью и электронной теплопроводностью, можно судить по поведению лоренцева отношения х/аГ. Огромный интерес представляют другие аспекты рассеяния электронов на примесях, но те вопросы, изучение которых связано с измерением электропроводности, здесь не будут рассматриваться подробно. Небольшой раздел посвящен теплопроводности сверхпроводников. [c.214]

Галлий интересен тем, что он плавится почти при комнатной температуре (см. табл. 7-1). Галлий также относится к сверхпроводникам (см. табл. 7-2). Как и индий, он нашел применение в полупроводниковой технике в качестве легирующей примеси для германия. [c.310]

Постановка вопроса. Одним из интересных вопросов в теории сверхпроводимости является вопрос о свойствах сплавов , т. е. сверхпроводников с примесью атомов других элементов и иными нарушениями решетки (Абрикосов и Горьков [68]). [c.421]

Электромагнитные свойства сверхпроводящих сплавов. Изложенный метод мы теперь применим к изучению сверхпроводника, включающего примеси. Рассмотрим сразу же случай произвольных температур. Главное отличие по сравнению с изложенным выше состоит в том, что сверхпроводник описывается тремя функциями Г рина — функциями , [c.432]

Приведенная температура 158, 188 Приведенное сонротивленне 188 Примеси в сверхпроводниках 626, 647, 670 Промежуточное состояние сверхпроводников 226, 306, 590, 615, 619, 623, 627, 651, 653, 655, 659, 666, 729, 746, 747, 750 Проникновение магнитного ноля в сверхпроводник 641, 642, 646, 900—905 Пропан 27, 34 Пропилен 27, 34 [c.930]

Соображения, которые были изложены выше, о роли примесей в сверхпроводнике, показывают, что при достаточной концентрации примесей сверхпроводящий сплав должен принадлежать ко второму типу. Поскольку с увеличением числа примесей роль длины корреляции начинает играть величина свободного пробега, то наступает момент, когда этот пробег становится меньше глубины проникновения поля, т. е. возникает лондоновская ситуация. [c.423]

При введении в сверхпроводник нарамагн. примеси энергетич. щель Д в спектре электронов обращается в нуль несколько раньше, чем Т , при кон-ции 0,915 Скр. Э узком диапазоне кон-ций 0,915 кр< [c.439]

Ряс. 8. Зависимость одвоалектроняой плотности состояний в сверхпроводнике р, от оиергии е при различных концентрациях парамагнитных примесей. Возрастание номеров кривых 1—в идёт в порядке уменьшения концентрации примесей. Кривые 1—3 соответствуют бесщелевой сверхпроводимости. Зависимость, описываемая моделью БКШ, выделена пунктиром. (Плотность состояний в нормальном металле р = onst, До — параметр порядка при Г = 0.) [c.439]

В заключение приведем еще связь между током и полем для сверхпроводника с примесями в лондоновском пределе ( = 0) в окрестности критической температуры и для малой частоты [c.409]

Сверхпровошмость. У обычных металлов при абсолютном нуле температуры р>0 благодафя неизбежному 1)рисутствию примесей в кристаллической решетке. Существует род металлов, их сплавов и других соединений, которые обладают свойством сверхпроводимости. Для сверхпроводников характерно состояние с полным отсутствием сопротивления при низких температурах. Зависимость сопротивления сверхпроводника от температуры изображена на рис. 02-12. [c.118]

В диапазоне субмиллиметровых волн лежат частоты вращат. спектров и крутильных колебаний полярных молекул, частоты колебаний атомов в ионных и мол. кристаллах (см. Колебания кристаллической решётки), ему соответствуют энергии фазовых переходов в сегнетоэлектриках, сверхпроводниках и ферромагнетиках, практически весь спектр возбуждённых состояний мелких примесей в ПП, а также энергии связи мн. примесных комплексов, экситонов, частоты зеемановских и штарковских переходов для возбуждённых состояний примесей, резонансные частоты эл-нов проводимости и дырок и др. Субмиллиметровые спектры содержат информацию [c.730]

Перенос таила в сверхироводниках может осуществляться как электронными возбуждениями, так и фононами. При не слишком низких температурах основной вклад в теплопроводность будут давать электронные возбуждения. При этом для них возможны несколько механизмов рассеяния, из которых обычно важнейшим является рассеяние возбуждений на примесях. Лишь для очень чистых металлов будет играть роль также рассеяние возбуждений на фононах. Мы вычислим теплопроводность сверхпроводника для случая, когда существенно лишь рассеяние возбуждений на примесях. [c.914]

Для металлов характерны те же эффекты, что и для полупроводников, но из-за большого затухания Г. эти эффекты становятся заметными лишь при темп-рах ниже 10К, когда вклад в затухание за счёт колебаний решётки становится незначительным. Распространение упругой волны в металле вызывает движение положит, ионов, и если электроны не успевают следовать за ними, то возникают электрич. поля, к-рые, воздействуя иа электроны, создают электронный ток. В случае продольной волны изменения плотности создают пространственный заряд, к-рый иепосредственпо генерирует электрич. поля. Для ноперечных воли изменения плотности отсутствуют, но смещения положит, ионов вызывают осциллирующие маги, поля, создающие электрич. поле, действующее на электроны. Т. о., электроны получают энергию от упругой волны и теряют её в процессах столкновения, ответственных за электрич. сопротивление. Электроны релакснруют путём столкновений с решёткой положит, ионов (примесями, тепловыми фононами и т. д.), в результате чего часть энергии возвращается обратно к упругой волне, к. рая пе-реносшсн решёткой положит, ионов. Затухание Г. в чистых металлах при низких темп-рах пропорционально частоте. Если металл — сверхпроводник, то при темп-ре перехода в сверхпроводящее состояние электронное поглощение резко уменьшается. Это объясняется тем, что с решёткой, а следовательно, и с упругой волной взаимодействуют только нормальные электроны проводимости, число к-рых уменьшается с понижением темп-ры, а сверхпроводящие электроды (объединённые в куперовские пары — см. Сверхпроводимость), число к-рых при этом растёт, в поглощении Г. не участ. вуют. Разрушение сверхпроводимости внеш. маги, полем приводит к резкому возрастанию поглощения. [c.477]

При неыодвижнон решётке К. в. электрич. сопротивление у сверхпроводников II рода отсутствует. Движение К. в. в скрещенных магн. и электрич. нолях, сопровождающееся диссипацией энергии, приводит к появлению электрич, сопротивления. Значение критич. тока, выше к-рого появляется электрич. сопротивление, определяется силой зацепления п и н-н и н г а) К. в. на неоднородностях кристаллич. решётки (дис.г10кациях, примесях и др.) сверхпроводника, [c.268]

В качестве проводниковых материалов применяют не сплавы, а чистые металлы, такие как медь, алюминий, реже — серебро. Проводниковые металлы должны содержать минимальное количество примесей, так как легирование повьппает электросопротивление. Особую группу проводниковых материалов составляют сверхпроводники. [c.827]

Аномальное поведение жестких элементарных сверхпроводников, как лапример ниобия, ванадия и тантала, обычно объясняли химическими и структурными загрязнениями металла. Попытки исследовать сверхпроводники с низким и контролируемым уровнем содержания примесей были сделаны только в последнее время в основном на тантале [1], содержащем примеси внедрения. [c.99]

Наиболее изучены и реализованы процессы синтеза некоторых боридов, карбидов, нитридов, оксидов и интерметаллидов [88, 114]. Нитриды синтезируют из порошков металлов в плазме азота (аргона) или получают восстановлением хлоридов в плазме водорода (азота). Так, высокодисперсный порошок Т1Мо,8 при 100%-ном выходе получен при 1000—1700 К нитриды А1, Т , 2г, Та, Мо, Ш получают в плазме азота при 9100— 9400 К карбиды Т1, 2г, А1 или их смеси с нитридами — взаимодействием углерода с оксидами или солями при 8300—9500 К в плазме азота чистый Т1С дисперсностью 0,01—0,5 мкм получен взаимодействием Т1С14 с Нг и ССЦ. Плазма иногда используется и для увеличения дисперсности и удельной поверхности (в 100 раз) порошков и округления их формы. Такой обработке подвергают, например, порошки 510, 510г, АЬОз с размерами частиц 30—60 нм. При этом возможно изменение природы поверхностного слоя вследствие окисления и повышения чистоты порошков за счет улетучивания примесей. Ультрадисперсные частицы (л Ю нм) сверхпроводников для создания КЭП могут быть получены плазмохимическими реакциями [115] [c.67]

Если сверхпроводник загрязнен примесями, так что длина свободного пробега. электронов I (сверхпроводянцп сплав), то связь ] с А выражается Т1 М же П. у. [I], однако теперь ядро К г) отлично от нуля лнпть в области с размером I. [c.5]

Смотреть страницы где упоминается термин Примеси в сверхпроводниках : [c.77] [c.437] [c.18] [c.481] [c.436] [c.437] [c.344] [c.78] [c.210] [c.627] [c.916] [c.278] [c.355] [c.438] [c.440] [c.468] [c.14] [c.439] [c.442] [c.628] [c.252] [c.423]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...