Сверхпроводники 1-го, 2-го рода

По своему поведению в достаточно сильных полях сверхпроводящие материалы делятся на две группы сверхпроводники 1-го и 2-го рода (рис. 4), Нач. участок кривых намагничивания (где М — —Я/4л) соответствует полному эффекту Мейснера. Дальнейший ход кривых у сверхпроводников 1-го и 2-го рода существенно различается. [c.437]

Рие. 2. Фазовая диаграмма для сверхпроводника 2-го рода в форме длинного цилиндра в продольном магнитном поле 1 — нормальное состояние 2 — поверхностная сверхпроводимость з — смешанное состояние 4 — полный аффект Мейснера. [c.442]

Всюду ниже мы будем рассматривать только так называемые классические сверхпроводники (сверхпроводники 1-го рода). Так называемые сверхпроводники 2-го рода, закономерности поведения которых более сложны и в настоящее время еще достаточно не изучены, нами не рассматриваются. [c.116]

Рис. 16.13.1. График изменения намагниченности в зависимости от приложенного поля для сверхпроводника 2-го рода.

Рис. 16.16.1. Изменение внутреннего поля трубки из сверхпроводника 2-го рода в зависимости от внешнего поля.

Эффект превращения фазового перехода 2-го рода в переход 1-го рода из-за влияния флуктуаций электромагнитного поля должен иметь место и в сверхпроводнике. Мы не упоминали о нем в п. 7, поскольку в эксперименте из-за своей малости он не виден, а его теоретическое предсказание было сделано совсем недавно [34] (уже после того, как подобный эффект был обнаружен А.Д. Линде в модели Хиггса). [c.192]

Переход сверхпроводник - проводник в отсутствие магнитного поля является фазовым переходом 2-го рода, а вО внешнем магнитном поле - 1-го рода. [c.238]

Чем отличаются сверхпроводники 1-го рода от сверхпроводников 2-го рода [c.245]

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]

Магнитные свойства сверхпроводников 2-го рода [c.355]

В этой главе мы изучим свойства сверхпроводников 2-го рода, у которых, согласно (16.96), х> 1/К2 и о < 0. Прежде всего, отметим, что при о , < О невозможен фазовый переход 1-го рода в нормальное состояние, даже если речь идет о сверхпроводящем цилиндре в продольном поле. Действительно, представим себе, что сверхпроводник разбился на слои нормальной и сверхпроводящей фазы, параллельные магнитному полю. В 17.4 было определено критическое поле тонкого слоя, которое оказалось пропорциональным оно может значительно превышать [c.355]

На рис. 18.6 изображены различные возможные случаи а — зародыш в толще б—зародыш с центром на поверхности, в—зародыш около поверхности, но со смещенным центром и, наконец, г—зародыш в тонкой пленке. В последних двух случаях граничное условие на поверхности требует увеличения Ч вблизи поверхности по сравнению со случаем бесконечного пространства, о приводит к увеличению собственного значения в уравнении для V (18.11) (роль энергии играет х ) и в результате увеличивается значение критического поля. Примером может служить критическое поле тонких пленок ( 17.4), которое при толщинах й< тт(, х ) одинаково для сверхпроводников 1-го и 2-го рода ( 18.6) и растет с уменьшением толщины. [c.374]

Довольно очевидно, что при низких температурах качественная картина магнитных свойств сверхпроводников та же, что и в окрестности температуры Т,.. Существует поверхностная энергия, которая может иметь разный знак. У сверхпроводников 1-го рода она положительна при поле происходит переход 1-го рода и имеется поле переохлаждения или У сверхпроводников 2-го рода поверхностная энергия сг , < О, превращение в нормальную фазу происходит путем перехода 2-го рода в поле Поэтому отношение [c.380]

У сверхпроводников 2-го рода при всех температурах в магнитном поле возникает смешанное состояние. По порядку величины поле определено в 18.1. Однако для случая х 1 (напомним, что согласно формулам (16.97) и (16.101) н мало меняется с температурой) можно довольно точно определить значение Для этого учтем, что основная часть энергии вихря набирается в области и в этой области детальная [c.380]

Если говорить о реальных экспериментальных объектах, то обычно пленки сверхпроводников 2-го рода получаются с помощью испарения металла и осаждения пара на неметаллическую подложку, поддерживаемую при гелиевой температуре. Оказывается, что атомы металла, соприкоснувшись с подложкой, немедленно к ней прилипают и не смещаются. Поэтому образовавшаяся пленка является почти совершенно аморфной, т. е. обладает малой длиной свободного пробега электронов, и поэтому принадлежит к сверхпроводникам 2-го рода, даже если исходный чистый металл был сверхпроводником 1 -го рода и имел х 1. Итак, мы видим, что пленка сверхпроводника 2-го рода является весьма обычным [c.388]

Поле Яс, играет еще одну важную роль. В 17.3 говорилось о том, что в сверхпроводниках 1-го рода возможна задержка нормальной фазы при понижении поля ниже критического значения. Эта задержка может иметь место вплоть до предельного поля переохлаждения, когда исчезает минимум свободной энергии, соответствующий нормальной фазе. В случае массивного сверхпроводника Ьго рода предельное поле переохлаждения определяется из условия возможности существования малого стащю-нарного зародыша сверхпроводящей фазы в нормальном проводнике. Действительно, при ббльших полях он должен убывать со временем, а при меньших—возрастать. Но это как раз и есть условие, из которого определялись поля Яд и Я . Так как Яе > Я,4, то поле переохлаждения определяется именно как поле Ясз- Конечно, это имеет смысл лишь для тех сверхпроводников 1-го рода, у которых Я < Я, т. е. х < (1,69 2)"". Если же 1/ 2 >х > (1,69 2) ", то задержка нормальной фазы не имеет места, ибо еще до перехода у поверхности появляется сверхпроводящий зародыш. [c.377]

К. м. п. для сверхпроводников 2-го рода (обычно снлавов) силыю зависят от их хим. состава. Для сплавов Я 1 100 Э, На может достигать 10 Э и более. Напр., для 7gGa при Т = 0 К значение Яс1 = = 200 О, Яс2=3-10 Э (в этом веществе Яс б-Ю Э). У оксидных высокотемпературных сверхпроводников (сверхпроводников 2-го рода) наблюдается высокая апизотроиия 1. м. п. и критического тока. [c.528]

Применение метода МСР. Исследования можно разделить на 2 группы изучение явлений, где анализируется поведение в веществе самого положит, мюона р+, рассматриваемого как лёгкий протон изучение проблем, где р рассматривается как простейший зонд в исследуемом веществе, сочетающий свойства пробного заряда и элементарного магнитометра. Часто в одном эксперименте оба аспекта тесно переплетаются. Примеры исследований 1-й группы — эксперименты по изучению электронной структуры мюония в полупроводниках и диффузии мюонов в металлах. Эти эксперименты дополняют исследования поведения водорода в материалах, позволяя получать наглядную картину процессов, в к-рых проявляется квантовая природа поведения лёгкой примесной частицы в тяжёлой кристаллич. решётке. Примерами исследований 2-й группы может служить изучение смешанного состояния сверхпроводников 2-го рода и фазовых переходов с изменением магн. порядка (см. Магнитный фазовый переход). [c.226]

Отношение к = о/ наз. параметром Ги бурга — Ландау н играет важную роль в номенологич. теории С. Знак ст 5 (или значение х) даёц возможность строго определить род сверхпроводник у сверхпроводника 1-го рода х < 1/У 2 и Ф [c.438]

Нс к"Чпк), к-рое оказывается меньше формальЯ но вычисленного в этом случае становится эверге>1 тически выгодным проникновение Л1агн. поля в сверхе проводник в виде одиночных вихрей (см. Квантовав ние вихри), содержащих в себе по одному кванту лм- нитного потока. Сверхпроводник 2-го рода переходит в смешанное состояние. о [c.438]

Рио. 1. Зависимость магнитной индукции (о) и каиагвичеивости (б) для длинного сверхпроводящего цилиндра от напряжённости продольного магнитного поля, Сплошная линия — сверхпроводник 2-го рода, пунктирная — сверхпроводник 1-го рода. [c.442]

Из требования конечности энергии, приходящейся на единицу длины вихря, выводится асимптотич. поведение ф-ций /(р) и В(р) на пространственной бесконечности /(р)- а-цехр(-р/4) B(p)- (iV/< p)+л ехр(-р/5), где ц, т) — константы, S,= / ao ) — длина когерентности, задающая масштаб изменений скалярного поля, Ь = еоо — глубина проникновения (характерный масштаб для магн. поля). Т. о., вне линии вихря /(р) и В р) экспоненциально убывают с увеличением расстояния. Помимо точного (чисто калибровочного) решения /(р) = яо, B(p) = (Nlep), известны лишь численные решения ур-ний (10). По величине безразмерного параметра Гинзбурга — Ландау к = = сверхпроводники можно разбить на два класса условием к < 1/ /2 выделяются сверхпроводники первого рода при к > 1 имеем сверхпроводники второго рода. Устойчивые вихри характерны лишь для сверхпроводников 2-го рода, т.к. при k< j между вихрями возникают силы притяжения, под действием к-рых они коллапсируют. Напротив, при >1/,у2 между вихрями возникают силы отталкивания, приводящие к образова- [c.139]

При условии H l—D)i Hs Ho говорят, что образец находится в промежуточном состоянии. Возникновение промежуточного состояния следует исключительно из эффекта размагничивания, связанного с геометрией образца, в то время как смешанное состояние сверхпроводника 2-го рода не зависит от геометрии. Для промежуточного состояния поле Я должно быть больше или равно полю Не в нормальных областях, и меньше, чем Не в сверхпроводящих областях. Для обеих областей мы ожидаем, что Hi Не- Таким образом, соотношение (16.4.1) принимает вид Ha H-AnDM, что в пределе приводит к выражению [c.407]

Однако не все сверхпроводники ведут себя в магнитном поле одинаково. В сверхпроводниках 1-го рода наблюдается эффект Мейссне-ра-Оксенфельда, а в сверхпроводниках 2-го рода проявляется неполный диамагнетизм. Для последних магнитное поле лежит между нижним критическим значением Яс1(7) и верхним критическим значением На Т) напряженности. К сверхпроводникам 2-го рода относятся почти все сплавы и интерметаллические соединения, а также ряд переходных металлов (табл. 3.4). [c.238]

Переход в сверхпроводящее состояние в отсутствие магнитного поля происходит непрерывно (фазовый переход 2-го рода). В самой точке перехода (при Т = щель Д = О, с понижением темп-ры Д возрастает до Д (0). Для сверхпроводника, помещенного в магнитное поле II, картина меняется. В этом случав бесконечный массивный цилиндр с диаметром с1 > б из чистого сверхпроводника в продольном поле переходит в сверхпроводящее состояние скачком (фазовый переход 1-го рода) при достижении критич. темп-ры (II) или критич. значения поля 7/,. (Т) в образце сразу появляется щель конечной величины при II < //. металл целиком находится в сверхпроводящем состоянии, а при II > Н . — целиком в норм, состоянии (рис. 2). Наряду с этим существуют сверх-цроводпнки (т. п. сверхпроводники 2-го рода), в к-рых [c.476]

В = И) сверхпроводника от ппешпяго поля Я при ра.элич-пых. эначениях и. Кривая и <1/1 2 соответствует сверхпроводникам 1-го рода. Отклонения кривых от лшши — кпМ = Н происходит при Н — Н,,., точка М = О (т. с. [c.478]

Оказалось, что в действительности существуют сверхпроводники с отрицательной поверхностной энергией. Эги сверхпроводники обладают совершенно необычным поведением в магнитном поле, которое будет детально изложено в следующей главе. Существование таких сверхпроводников было впервые предположено Абрикосовым и Заварицким (1952) [166, 167] на основании анализа экспериментальных данных о критических полях тонких сверхпроводящих пленок, полученных разными методами. Эти сверхпроводники были названы сверхпроводниками второй группы. В настоящее время общепринято название сверхпроводники 2-го рода или 2-го типа . Соответственно, обычные сверхпроводники с (т , > О называются сверхпроводниками 1-го рода. [c.318]

Поскольку знак поверхностной энергии определяется соотношением между глубиной проникновения б и корреляционной длиной I, то естественно производить классификацию сверхпроводников по отношению б/ . Особенно привлекательным является то обстоятельство, что при Т — Т это отношение стремится к константе, ибо и б(Т), и (Т) зависят от температуры по закону (Т —Т)- /. Точная граница между сверхпроводниками 1-го и 2-го рода определяется условием и =1/1 2, где при Т— Т , согласно [168] (см. вывод в гл. XVII), [c.319]

Из изложенного можно сделать вывод, что, уменьшая длину пробега, т. е. увеличивая концентрацию примесей 1соП( , 4.1), можно увеличить х и сделать любой сверхпроводник 1-го рода сверхпроводником 2-го рода. [c.321]

Критическое поле тонких пленок сверхпроводников 1-го рода с х< 1 было вычислено в 17.3. Условие х< 1 позволяло считать onst по всему сверхпроводнику. Во всех дальнейших расчетах х не фигурировало. Некоторые результаты 17.3 можно распространить и на сверхпроводники 2-го рода. Действительно, при толщинах (в приведенных единицах d< n ) не [c.388]

Тем не менее возможность применения сверхпроводников 2-го рода для создания больших полей не вполне очевидна. Действительно, как было установлено в предыдущих параграфах, при х 1 имеется большая область смешанного состояния, начиная от поля HeJ я до Следовзтельно, если имеется [c.395]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...