Параметр Гинзбурга в сверхпроводнике

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 теории Гинзбурга — Ландау состояние сверхпроводящих электронов описывается с помощью точно определенного параметра порядка 11з. Рассматривая этот параметр как сверхпроводящую волновую функцию, мы можем представить себе, что существуют соседние состояния с той же энергией, и вблизи температуры перехода, где справедлива теория Гинзбурга — Ландау, система описывается с помощью статистического распределения по таким состояниям. Используемый же нами параметр порядка представляет собой в действительности некое среднее значение, и можно полагать, что около этого среднего возникают тепловые флуктуации. Флуктуации такого рода при близких к критической температурах стали в последние годы предметом интенсивного исследования и не только в сверхпроводниках, но и в других системах, претерпевающих фазовый переход. Сейчас мы продемонстрируем, как можно их исследовать в рамках теории Гинзбурга — Ландау. [c.600]

Б основном состоянии сверхпроводника состояние каждой пары трансляционно-инвариантно и не зависит от координаты центра масс, т. е. параметр порядка представляет собой константу. Когда в образце текут токи или он помещен в магнитное поле, возникает интересная структура параметра порядка. Фундаментальное предположение теории Гинзбурга — Ландау касается тока, существующего в сверхпроводнике, характеризуемом параметром порядка (г), в присутствии магнитного поля, задаваемого векторным потенциалом А (г). Предположение Гинзбурга — Ландау заключается в том, что этот ток определяется обычной квантовомеханической формулой для тока, обусловленного частицами с зарядом —2е и массой 2т (т. е. самими куперовскими парами), описываемыми волновой функцией (г), т. е. [c.362]

Рассмотреть устойчивость сверхпроводящей фазы сверхпроводника, помещенного в магнитное поле, по величине меньшее, чем термодинамическое критическое поле Я при рассмотрении использовать длину когерентности и глубину проникновения к. Исполь-зуя тот факт, что параметр Ландау — Гинзбурга х для случая, когда поверхностная энергия в критическом поле является положительной, должен быть меньше 1/1/2, показать, что предположение о связи между отношением и параметром х является вполне приемлемым. Почему сверхпроводник целиком не переходит в нормальное состояние при внешних полях, превышающих Не, когда поверхностная энергия отрицательна [c.94]

Неоднородные системы. Выше мы рассматривали случай однородных сверхпроводников. Теория Гинзбурга — Ландау особенно важна для изучения таких систем, где 11 з меняется в пространстве. Решить эту задачу точно очень сложно, что связано с нелинейностью уравнения (5.89). Для малых отклонений от однородности, однако, его можно линеаризовать. Мы будем полагать параметр порядка действительным и затем убедимся, что это предположение согласуется с полученными результатами. Далее мы выбросим векторный потенциал, и поскольку полученные таким образом решения будут отвечать нулевому току, они окажутся самосогласованными и в этом смысле. [c.595]

Гинзбург и Ландау предположили, что сверхпроводящее состояние может быть охарактеризовано комплексным параметром порядка (г), который обращается в нуль выше Г с и величина которого определяет степень сверхпроводящего порядка в точке г при температурах ниже Т )- С точки зрения теории БКШ параметр порядка можно рассматривать как одночастичную волновую функцию, описывающую положение центра масс куперовской пары. Поскольку все куперовские пары находятся в одном и том же двухэлектронном состоянии, одной волновой функции достаточно. Так как параметр порядка не зависит от относительных координат двух электронов в паре, описание сверхпроводника с помощью г]з (г) имеет смысл только при рассмотрении тех свойств, которые мало меняются на расстояниях порядка размера пары. [c.362]

Многие Н. у. м. ф. возникли в физике в связи с развитием теории конденсиров. сред, они описывают мак-роскопич. проявления квантовомеханич. аффектов неизвестной ф-цией в них является плотность параметра порядка (см. Фазовый переход). Бели параметр порядка скалярный, это двухжидкостные ур-ния гидродинамики сверхтекучего гелия (см. Сверхтекучесть), ур-ния Гинзбурга — Ландау и их обобщения, описывающие магнетостатику и электродинамику сверхпроводников (см. Сверхпроводимость). Если параметр порядка векторный или тензорный, это ур-ния Ландау — Лифшица, описывающие ферромагнетики и антиферромагнетики, ур-ния обобщённой гидродинамики сверхтекучего гелия, макроскопич. модели жидких кристаллов. Для всех этих ур-ний наиб, интерес представляют ЕХ существенно нелинейные решения, часто описывающие локализованные (хотя бы частично) объекты вихри в жидком гелии и в сверхпроводниках, доменные стенки в ферромагнетиках и антиферромагнетиках, дискливацни в жидких кристаллах и солитоны, к-рые в том или ином виде существуют во всех упомянутых средах. [c.315]

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]

Более поздняя феноменологическая теория Гинзбурга и Ландау исходит из других представлений. Состояния электронов в сверхпроводнике рассматриваются как нормальные и сверхпроводящие (двухжидкостная модель). Для описания доли электрорюв, сконденсировавшихся в сверхпроводящем состоянии, вводится тра-метр порядка и термодинамические величины, такие, например, как свободная энергия, разлагаются по этому параметру. [c.341]

В простых и достаточно чистых металлах параметр Гинзбурга — Ландау оказывается меньшим единицы. Такие вещества называются сверхпроводниками первого рода. В случае достаточно грязных простых металлов и сверхпроводящих переходных металлов параметр Гинзбурга — Ландау превосходит единицу. Такие вещества нгзиъгш сверхпроводниками второго рода. Вряд ли покажется удивительным, что поведение двух этих типов сверхпроводников прн приложенных полях резко различается. [c.597]

В более общем случае, когда параметр сверхпроводящего порядка испытывает существенные изменения в пространстве, для одновременного определения как тока, так и необходимо использовать совместно с (34.28) второе уравнение Гинзбурга — Ландау. Второе уравнение связывает скорость пространственного изменения параметра порядка с векторным потенциалом и имеет сходство (до некоторой степени обманчивое) с одночастичпым уравнением Шредингера. Использование полной системы уравнений Гинзбурга — Ландау существенно, например, при описании вихрей в сверхпроводниках 2-го рода, поскольку в сердце-вине вихря величина параметра порядка быстро падает до нуля в результате возникает область, в которой имеется заметный магнитный поток. [c.363]

Она восходит к старой двухжидкостной модели сверхпроводника. Согласно этой модели, электроны находятся либо в нормальном состоянии, чему отвечают квазичастичные возбуждения последовательной микроскопической теории, либо в сверхпроводящем или конденсированном состоянии. Сверхпроводящие электроны способны переносить незатухающий ток, а нормальные электроны могут переносить, скажем, тепловую энергию. Обозначим с помощью п, долю сверхпроводящих электронов она пропорциональна плотности сверхпроводящих электронов. Доля п, зависит от температуры и падает до нуля при температуре, равной критической. Гинзбург и Ландау построили теорию вблизи критической температуры, т. е. там, где плотность сверхпроводящих электронов настолько мала, что эту величину можно было использовать в качестве параметра разложения. Точнее говоря, онн описывают сверхпроводник с помощью волновой функции ф (г), через которую долю сверхпроводящих электронов можно выразить с помощью соотношения [c.587]

Рассмотрите джозефсоновский переход с однородным магнитным полем в пленке окисла (см. ниже), используя параметр порядка теории Гинзбурга — Ландау > >. В верхнем сверхпроводнике (за пределами слоя толщиной в глубину проникновения, которую мы полагаем здесь равной нулю) можно представить в виде [c.606]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...