Поверхностная сверхпроводимость

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]

Разумеется, эти соотношения, описывающие смешанное состояние, выполняются только для случая H i H <Нс2- Ниже поля эффект Мейсснера является полным и М = — Н/4п. Выше образец целиком переходит в нормальное состояние (за исключением случая поверхностной сверхпроводимости) и УИ = 0. [c.420]

Это критическое поле поверхностной сверхпроводимости. Оно больше, чем Не,. [c.375]

Впрочем, можно специально испортить поверхность, например путем адсорбции магнитных атомов ( 21.1) или напылением пленки нормального металла ( 20.1). В этом случае поверхностная сверхпроводимость невозможна, и роль поля переохлаждения будет играть Я . [c.377]

Поле Нсз обнаружено в многочисленных экспериментах. Имеются также данные в пользу вихревой структуры поверхностных токов [211] при наклонном поле. Они касаются критического тока для поверхностной сверхпроводимости. Теоретический расчет критического тока для поля, параллельного поверхности [208], который мы здесь не приводим, дает [c.379]

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]

Сверхпроводимость— состояние некоторых проводников, когда их электрическое сопротивление становится пренебрежимо малым сверхпроводник имеет удельное сопротивление р в 10 раз меньше, чем медь, т. е. величину порядка 10 ом мм 1м. Сверхпроводимость появляется ниже определенной, так называемой критической температуры Т р. Наиболее высокая критическая температура 20,05°К зарегистрирована для твердого раствора ниобия, алюминия и германия, состав которого соответствует формуле Nbg Ово.з-Для остальных сверхпроводников эта температура ниже, около 4—10° К. Если сверхпроводник при Т < поместить в поперечное магнитное поле, то состояние сверхпроводимости сохраняется лишь ниже определенной, так называемой, критической напряженности магнитного поля Я р. Когда по сверхпроводнику, находящемуся в поперечном магнитном поле с Я-< Я,.р при температуре Т < Ткр пропускают электрический ток, то состояние сверхпроводимости сохраняется только ниже определенной, так называемой, критической плотности тока / р. Критические параметры Г р, Я р, Укр и закономерности их изменения играют важную роль при исследованиях. сверхпроводников. Обычно / р относят к определенным значениям напряженности поля Н и температуры Т. В сверхпроводящем состоянии магнитное поле за счет экранирующих токов в поверхностном слое проводника почти полностью вытесняется иЗ всего сечения за исключением этого слоя, где поле проникает на глубину, примерно, 5 10 МК.М. Различают сверхпроводники первого и второго рода. [c.277]

Намагниченность сверхпроводника объясняется следующим образом. Внешнее магнитное поле, не проникающее в толщу сверхпроводника, уменьшается до нуля в тонком (порядка 10 —10 м) поверхностном слое сверхпроводника, по которому текут незатухающие токи сверхпроводимости. Эти токи и компенсируют внешнее магнитное поле, не позволяя ему проникнуть в образец. [c.117]

Сверхпроводимость Поверхностная активность Другие свойства [c.28]

Содержание Введение. Равновесие термодинамических систем, совершающих помимо работы расширения другие виды работы. Магнетики. Диэлектрики. Сверхпроводимость. Поверхностные явления. Газ и жидкость в поле тяготения. Жидкость в сосуде в состоянии невесомости. Излучение. Упругие твердые тела. Гальванические элементы. [c.246]

Для данного случая сверхпроводимость 2-го рода наблюдается впервые при Я,= 10 см. При этом значении глубины проникновения поверхностная энергия становится отрицательной при критическом поле Яс= 165 э. Таким образом, [c.418]

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]

Следовательно, таким слоям энергетически выгодно сохранять сверхпроводимость в полях выше В обычных сверхпроводниках 1-го рода разбиения на слои не происходит из-за возникновения поверхностной энергии о на границах слоев. Но если <т 4 < О, то ничто не препятствует разбиению сверхпроводника на слои п- и 5-фазы. [c.355]

Итак, мы приходим к выводу, что в поверхностном слое сверхпроводимость задерживается до полей, больших чем а следовательно, в этом слое могут циркулировать незатухающие токи. Однако эти токи не в состоянии экранировать поле внутри образца. Действительно, если бы поле внутри образца отличалось от внешнего, то возникла бы дополнительная объемная энергия [c.376]

Картина разрушения сверхпроводимости магн. полем у сверхпроводников 2-го рода сложнее. Даже в случае цилиндрич. образца (рис. 4) в продольном поле происходит постепенное уменьшение магн. момента на протяжении значит, интервала полей от Як, 1 — ниж. критич. поля, когда оно начинает проникать в толщу образца, и до верх, критич. поля Я , 21 при к-ром происходит полное разрушение сверхпроводящего состояния. В большинстве случаев кривая намагничивания такого типа необратима (наблюдается магн. гистерезис). Поле Я , 2 часто оказывается весьма большим, достигая сотен тысяч эрстед. Термодинамич. критич. поле Як, определяемое соотношением (1), для сверхпроводников 2-го рода не явл. непосредственно наблюдаемой хар-кой. Его можно рассчитать, исходя из найденных опытным путём значений свободной энергии в норм, и сверхпроводящем состояниях в отсутствии магн. поля. Вычисленное таким способом значение Я попадает в интервал между Я , 1 и Як, а- Т. о., проникновение магн. поля в сверхпроводник 2-го рода начинается уже в поле, меньшем чем Я , когда условие равновесия (1) ещё нарушено в пользу сверхпроводящего состояния. Связано это с поверхностной энергией границы раздела норм, и сверхпроводящей фаз. В случае сверхпроводников 1-го рода эта энергия положительна, так что появление поверхности раздела требует энергетич. затрат. Это существенно ограничивает степень расслоения в промежуточном состоянии. Аномальные магн. св-ва сверхпроводников 2-го рода можно качественно объяснить, если принять, что в этом случае поверхностная энергия отрицательна. Именно к такому выводу приводит совр. теория сверхпроводимости. При отрицат. поверхностной энергии уже при Я < Я энергетически выгодным явл. образование тонких областей норм, фазы, ориентированных вдоль магн. поля. Воз- [c.658]

Рис. в. Зависимость модуля аараметра порядка IV от расстояния до поверхности х в случае поверхностной сверхпроводимости. [c.439]

II рода особенность, наблюдаемую в виде скачка 8 С. В приближении слабой связи 5С 1,43у7 г. Этот факт используют для идентификации перехода проводника в состояние объёмной сверхпроводимости в случае поверхностной сверхпроводимости скачок Э. т. мал соответственно кол-ву сверхпроводящей фазы. [c.555]

Пиппардовские сверхпроводники 308 Планарный элемент 484 Плотность состояний 33 Поверхностная сверхпроводимость 374 [c.519]

Определим Ф как поток индукции внешнего магнитного ноля, искаженного присутствиелг тела. Тогда Ф есть величина, которую Ф принимает после перехода тела в сверхпроводящее состояние. При этом иоле искажается поверхностными токами сверхпроводимости. [c.617]

Существующие теории поверхностного натяжения на границе между фазами базируются на двухжидкостной модели и на концепции параметра упорядочения, связанного с эффективной концентрацией электронов сверхпроводимости п . Предполагается, что параметр упорядочения меняется непрерывно от своего равновесного, зависящего от температуры значения в сверхпроводящей фазе до значения, равного нулю, в нормальной фазе. Ширина переходной области равна по порядку величины Д. Гинзбург и Ландау [72] предложили феноменологическое обобщение уравнений Лондона, учитывающее пространственное изменение параметра упорядоче- [c.731]

Абрикосов [81] расширил эту концепцию и использовал ее для объяснения результатов Заварицкого ) по неотожженным пленкам олова и таллия. Он предположил, что при наличии отрицательного поверхностного натяжения сверхпроводящие области могут существовать и в полях, превышающих критическое //кр.. Тогда для тонких пленок и при больших значениях S сверхпроводимость будет полностью разрушаться лишь в полях, больших 25Янр., которые превосходят Я,,р., если 5> 2- Согласно теории Гинзбурга и Ландау, при поверхностное натяжение становится отри- [c.743]

При движении границы внутр]> образца эффективная толщина пленки а улюньшается, так что для разрушения сверхпроводимости требуются все большие и большие поля. Поэтому сверхпроводящее ядро сохранялось бы независимо от величины магнитного поля, что противоречит опыту. Основная трудность в этой теории связана с пренебрежением поверхностным натяжением. Можно показать (см. [13], стр. 136), что если А > О, то обра-шпание такой границы будет энергетически невыгодным и переход про-илойдет скачком ). [c.746]

Большое количество экспериментальных и теоретических работ было посвящено изучению сверхпроводников в полях высокой частоты. Некоторые из них выполнены с нолями, малыми по амплитуде поверхностный импеданс измерялся на микроволновых частотах. Обзорная статья Пин-парда [50] подводит итог этим работам и содержит ссылки на литературу. Другим вопросом является изучение кинетики фазового перехода в этом случае интерес представляют поля с большой амплитудой во всех областях спектра. Теория разрушения сверхпроводимости переменными полями большой амплитуды обсуждалась Лифшицем [10G, 107], Мы подведем здес1, только итог теоретической стороне работ по поверхностному импедансу. [c.751]

Сверхпроводимость может быть разрушена также магнитным полем, что непосредственно вытекает из существования / р. В самом деле, при помещении сверхпроводника в магнитное поле В в поверхностном слое наводится незатухающий ток, создающий в объе-еме проводника поле Вв , направленное противоположно В и компенсирующее его. При увеличении В растет плотность тока в сверхпроводнике и компенсирующее поле В а- Однако при некотором значении В р, называемом критическим полем, наведенный в сверхпроводнике ток достигает критической величины и сверхпроводимость разрушается. При повышении температуры сверхпроводника В р понижается. Согласгю теории БКШ это понижение описывается следующим соотношением [c.201]

Водородное перенапряжение в в Постоянная Холла R при комнатной температуре (4 килогаусс) в сл(/а, гаусс Отражательная способность в % при л 1000 А л = 4000 А = 7000 А = 12 ООО А Коэффт циент преломления при 5461 А твердого олова жидкого олова Магнитная восприимчивость в единицах GS белого олова при 18° С серого олова при О С жидкого олова при 250 С Поверхностное натяжение при 232° С в duHl M Вязкость при 376° С в Температура сверхпроводимости в К [c.251]

М. сверхпроводников (СП) (см. Сверхпроводимость) обусловлен электрич. токами, текущи.ма в тонком поверхностном слое ( 10 см), к-рые экранируют толщу СП от внеш. маги, полей, поэтому в массивных СП при Т<Тс магн. индукция В=0 (Мейсне-ра аффект). СП являются в определ. смысле антиподами ФМ и АФМ, т. е, их спонтанное магн. поле должно разрушать сверхпроводимость (разрывать куперовские пары электронов, см, Купера эффект). Однако в нек-рых тройных соединениях РЗМ (HoMoeSg, ErRhjBj и др.) в ограниченной области темп-р обнаружено сосуществование СП и ФМ (см. Магнитные сверхпроводники). В оксидных высокотемпературных сверхпроводниках существует сложная связь между сверхпроводящим и магнитоупорядоченным состояния.ми, [c.632]

Н. Н, Боголюбовым для описания сверхпроводимости метод и—и-преобразования послужил основой сверхтекучей модели ядра (В. Г. Соловьёв, С. Т. Беляев). Важную роль в понимании значения сверхтекучести и взаимодействия между квазичастицами в коллективных свойствах ядер сыграла микроскопич. теория квадрупольиых ядерных возбуждений (С. Т. Беляев, 1959). Коллективная. модель интерпретировала эти возбуждения как поверхностные колебания, в то время как микроскопич. теория приводила к объёмным колебаниям—аналогу нулевого звука в фер-ми-жидкости. Это противоречие было устранено в 1972 [c.659]

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]

В 1950 г., т. е. еще до создания микроскопической теории сверхпроводимости БКШ. Гинзбург и Ландау предложили теорию (ГЛ) [192], которая описывала свойства сверхпроводников вблизи Тс, эта теория успешно справилась с трудностями лондоновской электродинамики, например, объяснила происхождение положительной поверхностной энергии 0 ,. Уравнения этой теории были выведены на основе идей теории фазовых переходов 2-го рода Ландау (Приложение 2). [c.333]

До сих пор мы рассматривали бесконечное сверхпроводящее пространство, иными словами, явления, происходящие в толще массивного сверхпроводника. Исследование показывает, что в поверхностном слое сверхпроводимость может задержаться до полей, больших Нс2 (Сан-Жам и ДеЖенн, 1963) [2071. Физическая причина этого явления заключается в следующем. Рассматривая зародыш сверхпроводящей фазы в бесконечном пространстве в 18.2, мы пользовались граничным условием Ч —>0 при лс—<- 00- При наличии поверхности граничным условием является гр = 0. [c.374]

Интересно отметить, что при 1/ 2 > х >(1,69 2) " сверхпроводник будет относиться к 1-му роду, т. е. переходить в нормальное состояние скачком при Однако в поверхностном слое будет сохраняться сверхпроводимость вплоть до полей, равных Ясз= 1,69К2хЯ, . Из всего этого следует, что, определяя переход в нормальное состояние в магнитном поле по исчезновению диамагнитного момента и по появлению сопротивления между контактами, приложенными к поверхности сверхпроводника, можно получить разные результаты. [c.377]

Криогенный подвес. Термин криогенный связан с греческим словом холод . Криогенный подвес основан на явлении сверхпроводимости. Оно состоит в том, что некоторые металлы и сплавы в момент достижения сверхнизкой температуры, называемой критической Ть, приобретают сверхпроводящее состояние, при котором электрическое сопротивление падает до нуля. Если сверхпроводник поместить в магнитное поле с возрастающей напряженностью, то при достилсении напряженности значения Н , называемого критической ндпряженностью, материал вновь приобретает нормальное сопротивление. У наилучшего, применяемого в настоящее время в приборостроении, сверхпроводящего материала ниобия 7 =9,22 К Я =1,2-10 А/м. Если сверхпроводник поместить в магнитное поле, то оно наведет в его поверхностном слое ток, протекающий без сопротивления и проникающий вглубь сверхпроводника примерно [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...