Разрушение сверхпроводимости током

Разрушение сверхпроводимости токами. Интересные явления, связанные с промежуточным состоянием, происходят при постепенном разрушении сверхпроводимости током. Простейшим случаем является длинная цилиндрическая проволока радиуса а, несущая ток J. Оказалось, что, когда ток достигает некоторого критического значения, внезапно вое- [c.747]

Размытие энергетического уровня 384 Разрушение сверхпроводимости током 747 Рассеяние фононов внешними границами 237 [c.931]

Разрушение сверхпроводимости током [c.281]

Г. Лондон [85] впервые отметил, что малые образцы должны иметь большие критические поля, чем массивные. Позднее Лауэ [86] развил более полную теорию явления. Однако указанные авторы пользовались критерием перехода, существенно отличным от данного нами выше. Они предполагали, что разрушение сверхпроводимости происходит в результате постепенного движения границы между нормальной и сверхпроводящей фазами от поверхпости образца внутрь. При этом они пренебрегали шириной переходной зоны н поверхностным натяжением ). Критерий устойчивости границы раздела в этом случае может быть выражен через критическую плотность тока, которая не дoJ[жнa быть превышена. [c.745]

Для металлов характерны те же эффекты, что и для ПП, но из-за большого затухания Г. эти эффекты становятся заметными при темп-рах ниже 10 К, когда вклад в затухание за счёт колебаний решётки становится незначительным. Распространение упругой волны в металле вызывает движение положит, ионов, и если эл-ны не успевают следовать за ними, то возникают электрич. поля, к-рые, воздействуя на эл-ны, создают электронный ток. В случае продольной волны изменения плотности создают пространств, заряд, к-рый непосредственно генерирует электрич. поля. Для поперечных волн изменения плотности отсутствуют, но смещения положит. ионов вызывают осциллирующие магн. поля, создающие электрич. поле, действующее на эл-ны. Т. о., эл-ны получают энергию от упругой волны и теряют её в процессах столкновения, ответственных за электрич. сопротивление. Эл-ны релаксируют путём столкновений с решёткой положит. ионов (примесями, тепловыми фононами и т. д.), в результате чего часть энергии возвращается обратно к упругой волне, к-рая переносится решёткой положит, ионов. Затухание Г. в металлах пропорц. 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 эл-ны проводимости, число к-рых уменьшается с понижением темп-ры, а сверхпроводящие эл-ны (объединённые в куперовские пары, см. Сверхпроводимость), число к-рых при этом растёт, в поглощении Г. не участвуют. Разрушение сверхпроводимости внеш. магн. полем приводит [c.123]

Сверхпроводимость в проводнике можно разрушить, увеличивая в нем плотность тока / выше критического значения / р, при котором энергия пары достигает величины, достаточной для ее разрушения. [c.201]

Пусть J > Je В этом случае сверхпроводимость в поверхностном слое начнет разрушаться. Опять, казалось бы, образуется нормальная трубка и сверхпроводящая сердцевина (рис. 1о.6а). В действительности при этом весь ток потечет внутри сверхпроводящего цилиндра. Но он имеет меньший радиус и из (15.23) следует, что при том же токе поле Н на границе будет еще больше. Следовательно, процесс разрушения дойдет до конца. Но в этом случае весь образец станет нормальным и ток распределится равномерно по сечению. Тогда У(г) = /яг, где/—постоянная плотность тока. Согласно (15.23) при этом поле в окрестности оси цилиндра станет меньше Я, таким образом, и нормальное состояние неустойчиво. [c.282]

Описанный механизм разрушения сверхпроводимости током имеет место лишь до тех пор, пока радиус цилиндра не слишком велик. Согласно формуле (17.59) магнитное поле тока становится порядка Нс при R При этом возможно разрушение сверхпроводимости магнитным полем тока согласно правилу Сильсби. Если бы образец был массивным, то возникло бы промежуточное состояние, рассмотренное в 15.4. Однако в промежуточном состоянии образец должен состоять из слоев нормальной и сверхпроводящей фазы, т. е. параметр порядка должен меняться по пространству. Это возможно лишь на расстояниях порядка / б/х б. Таким образом, имеется целая область толщин от б до I (или в приведенных единицах от 1 до х" ), при которых на первый взгляд не могут осуществляться ни сверхпроводящее состояние, ни нормальное (поле в середине пленки меньше Я ), ни промежуточное. [c.349]

В топких сверхпроводниках с иоперсчными размерами, меньшими глубины проиикновения маги, поля, разрушение сверхпроводимости и возникновение диссипации происходят за счёт увеличения скорости сверхпроводящих алектронов (куисровских пар) при увеличении тока, К. т. является током разрушения купе-ровских пар (см. Купера эффект). Магн. поле К. т. в тонких образцах мало, вещество сверхпроводника мО жет перейти в нормальное состояние либо полностью, либо частично (резистивное состояние). [c.527]

Несомненно, что большинство известных в настоящее время сверхпроводящих материалов относится к жестким сверхпроводникам. Жесткость сверхпроводников связывают с наличием в них нитевидных сверхпроводящих путей. На первый взгляд кажется, что поверхностная энергия, обусловленная наличием в веществе таких нитей, будет увеличивать полную энергию системы и такая конфигурация будет неустойчивой. Однако Абрикосов [60] и Гуд-ман [61] показали, что поверхностная энергия для такого состояния сверхпроводника отрицательна (это обусловлено малой длиной свободного пробега электронов) и потому в действительности система будет устойчивой. Вся основная масса вещества переходит в нормальное состояние при той же напряженности магнитного поля Не, что и мягкие сверхпроводники, но по нитямt H TpH вещества будут протекать сверхпроводящие токи. Вдаможпб, в некоторых случаях эти нити связаны с дислокациями. Окончательное разрушение сверхпроводимости произойдет, когда плотность тока в нитях достигнет такого значения, что магнитное поле Hf, обусловленное этим током, окажется равным критическому значению Не для нити, т. е. Я/ + Яа = Яс, где На — напряженность внешнего магнитного поля. [c.139]

Весьма малое, но все же конечное значение р гиперпроводников ограничивает допустимую плотность тока в них, хотя эта плотность может быть все же намного выше, чем в обычных металлических проводниках при нормальной или повышенной температуре. Гиперпровод-ники, у которых при изменении температуры в широком диапазоне р меняется плавно, без скачков, не могут использоваться в устройствах, действие которых основано на триггерном эффекте возникновения и разрушения сверхпроводимости (например, в криотронах). Однако применение гиперпроводников в электрических машинах, [c.36]

Разрушение сверхпроводимости имеет место и при прохождении сильного электрического тока. Если сверхпроводник не слишком тонкий (см. ниже), то критический ток, при котором возникает сопротивление, удовлетворяет правилу Силычи [136] магнитное поле, создаваемое критическим током на поверхности сверхпроводника, должно равняться Н . [c.273]

Очевидно, при R< Hj тоже мало, т. е. разрушение сверхпроводимости не может произойти, оттого что Hj станет равным (в обычных единицах), как это имеет место в массивных образцах согласно правилу Сильсби ( 15.4). Механизм разрушения сверхпроводимости здесь иной. Если рассмотреть Щ (17.59) как функцию , то видно, что она обращается в нуль при = О и = 1, а посередине имеет максимум. Следовательно, имеется некоторое максимальное значение Hj, которое совместимо со сверхпроводимостью, а при большей величине Hj сверхпроводимость не может существовать. Что происходит при таких больших токах, мы рассмотрим в 22.9. А пока найдем максимальное значение Hj. Дифференцируя по получаем для точки максимума [c.348]

Способность замкнутых сверхпроводящих контуров удерживать незатухающий ток, а также возможность разрушения сверхпроводимости полем применяются для создания сверхпроводящих элементов памяти для компьютеров—криотронов. Некоторые из этих конструкций используют джозефсоновские элементы. При этом существенны два обстоятельства миниатюризация и быстродействие. Для миниатюризации применяются напыленные сверхпроводящие пленки. Наименьшая площадь контакта, полученная таким способом, составляет 10 см (торцевой контакт, см. рис. 22.18 а). Что касается быстродействия, то переключение туннельного контакта с джозефсоновского режима / / , V > 2А/е осуществляется за время, меньшее 10 с. [c.483]

Ведь из уравнения Лондонов 5(Лу)/д/ = следует, что при наличии электрического поля ток должен расти со временем. Следовательно, он обязательно превзойдет критическое значение, что приведет к разрушению сверхпроводимости. С другой стороны, нам уже приходилось встречаться с подобным явлением движение вихревой решетки в сверхпроводнике 2-го рода под действием магнитного поля и перпендикулярного ему тока приводит к появлению электрического поля при сохранении сверхпроводимости. Другим примером является джозеф оновский контакт при / > с- [c.485]

К сожалению, радужным мечтам Оннеса о розе без шипов — электротехнике без электрического сопротивления — не было суждено сбыться. Первые же исследования показали, что в сверхпроводниках, открытых во времена Оннеса,— ртути, олове, свинце — не может без разрушения состояния сверхпроводимости циркулировать хотя бы мало-мальски значительный электрический ток. Таким образом, техническая революция, задуманная Оннесом, не состоялась, и поразительное явление сверхпроводимости, казалось, навсегда вошло в студенческие физические практикумы как любопытнейший физический курьез, как бы олицетворяющий вечное движение. Во многих низкотемпературных лабораториях мира ток, хотя и не очень большой, в течение многих лет, не теряя энергии, циркулировал по сверхпроводящим свинцовым кольцам, погруженным в жидкий гелий. [c.152]

Существует нек-рая физ. аналогия требуемого дальнодействия. Представим себе бесконечный сверхпроводник, в к-рый внесены два идеально узких (и также бесконечных по длине) соленоида с током. Концы этих соленоидов являются источниками магн. поля—как бы магнитными монополями. Однако в идеальный сверхпроводник магн, поле не проникает (эффект Мейснерз). Поскольку, с др. стороны, магн. линии должны быть замкнуты, в какой-то области сверхпроводимость обязана быть разрушенной, что соответствует проигрышу в энергии. Потеря энергии будет минимальной, если сверхпроводимость разрушится по прямой, соединяющей концы соленоидов (магн. моно-поли). Подобная ситуация осуществляется в сверхпроводниках II рода. Между монополями образуется абрикосов-ская нить , в к-рой сжаты магн. линии, идущие от одного монополя к другому. Энергетич. затраты на образование абрикосовской нити пропорциональны её длине, т. е. расстоянию между монополями. Т. о., между монополями [c.213]

На опыте для наблюдения эффекта Джозефсона нужны контакты с сопротивлением меньше 0,1 Ом мм . Реально удается получить еще меньшие сопротивления 10" Ом-мм и даже ниже. Соответствующая критическая плотность тока может достигать 10 —10 А/см. Если сравнить это число с плотностью тока, соответствующей разрушению пар в массивном сверхпроводнике (17.63) и имеющей порядок 10 А/см, то максимальный джозефсоновский ток оказывается значительно меньше. Поэтому эффект Джозефсона и связанные с ним явления иногда называют слабой сверхпроводимостью. [c.459]

На явлении сверхпроводимости основаны некоторые элементы памяти счетнорешающих устройств. Принцип действия таких элементов, изготавливаемых из сверхпроводящих пленок, состоит в том, что ток, созданный в сверхпроводящем кольце, не затухает очень долго. На принципе разрушения сверхпроводящего состояния магнитным полем основано иногда устройство переключающих элементов современных электронных вычислительных машин. Достижение высокотемпературной сверхпроводимости сущест венно приближает время широкого технического использования этого явления. [c.221]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...