Критическое поле (Нс) в сверхпроводниках 1-го рода

В настоящее время получены сверхпроводники II рода с критическим полем более 20 Т (200 ООО Гс), в то время как у сверхпроводников Г рода оно не превышает 0,1 Т (1000 Гс). [c.202]

Фазовая диаграмма для сверхпроводника 2-го рода, имеющего форму длинного цилиндра. — термодинамическое критическое поле, — критическая температура. [c.528]

Сверхпроводники П рода, как и сверхпроводники I рода, характеризуются температурой перехода в сверхпроводящее состояние Тс, но имеют два критических поля (рис. 3). Ниже нижнего критического магнитного поля S ] сверхпроводник ведет себя как сверхпроводник I рода. При внешнем магнитном поле S j < вну- [c.521]

Известно, что для массивного образца сверхпроводника 1-го рода критическое поле равно 500 5. Найдено, что для пленки толщиной в 5-10 см критическое поле равно 550 э. [c.94]

Используя уравнение Лондонов и предполагая, что длина когерентности g меньше, чем глубина проникновения X, вывести соотношения, позволяющие связать намагниченность свободного от деформаций сверхпроводника 2-го рода с величиной приложенного поля. Предположить, что в случае смешанного состояния доменная структура сверхпроводника является ламинарной. Выразить наибольшее и наименьшее значения критического поля Нс1 и Нс2, определяющие границы смешанного состояния, через g, X и термодинамическое критическое поле Не- [c.95]

Для сверхпроводника 1-го рода значение критического поля достигается в том случае, когда разность свободных [c.421]

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]

Следовательно, фазовый переход сверхпроводника 2-го рода будет идти путем постепенного вытеснения сверхпроводящей фазы, и металл станет нормальным при том поле, когда в нем не сможет существовать даже бесконечно малый сверхпроводящий участок. Итак, можно заключить, что переход растянется на целый интервал магнитных полей, и в этом интервале внешнее магнитное поле будет частично проникать в сверхпроводник, т. е. эффект Мейснера будет неполным. Сверхпроводник при этом будет находиться в особом состоянии, называемом смешанным, которое при некотором поле Яд (нижнее критическое поле) граничит со сверхпроводящей фазой, а при другом поле Нсг (верхнее критическое поле)—с нормальной фазой Абрикосов, 1957) [198]. [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]

Идея создания сверхпроводящих магнитов была высказана еще Камерлинг-Оннесом. Но известные в то время сверхпроводники обладали малыми критическими полями порядка сотен эрстед. Ситуация изменилась в 60-х годах, когда были открыты сверхпроводники с критическими полями выше 100 кЭ и к тому же сильно усовершенствовались и сделались более дешевыми криостаты, т. е. установки для поддержания гелиевых температур. Последующее изучение показало, что новые материалы, обладающие высокими критическими полями, являются сверхпроводниками 2-го рода, которые хорошо описываются теорией, изложенной в предыдущих параграфах. [c.395]

Рис. 20.3 слоях не меняет дела, так как искривленная траектория античастицы в точности повторяет траекторию частицы, которая проходится в обратном направлении. Впрочем, в реальных сверхпроводниках 1-го рода ларморовский радиус в критическом поле (100—1000 Э) не меньше 10 см, а это значит, что траектории можно считать прямыми (рис. 20.3). [c.428]

Сверхпроводники II рода обладают сверхпроводящими электрическими свойствами вплоть до поля Нс2- Между нижним критическим полем Нс1 и верхним критическим полем Нсг плотность потока В ф О и эффект Мейснера является неполным. Значение Яс2 может более чем в 100 раз превышать значение критического поля Яс, к которому мы приходим при термодинамическом подходе к рассмотрению перехода в сверхпроводящее состояние в нулевом магнитном поле. В области напряженностей полей между Нс и Яс2 линии потока пронизывают сверхпроводник и он находится в вихревом состоянии (см. ниже рис. 12.36). Для сплава Nb, Al и Ge при температуре кипения жидкого гелия (см. рис. 12.7) было достигнуто ) поле Нс2 = [c.426]

Обозначение Не применяется всегда по отношению х массивным образцам, но не к тонким пленкам. Для сверхпроводника П рода под Не обычно понимается термодинамическое критическое поле, которое молшо определить из равновесной энергии. [c.436]

Энергия массивного сверхпроводника в магнитном поле увеличивается при условии, что поле не проникает в образец. Проникновение поля в пленки рассматривается в конце главы в задачах 12.1 и 12.4. Поле, направленное параллельно поверхности очень тонкой пленки, проникает в нее, оставаясь практически однородным (рис. 12.32, а) при этом энергия сверхпроводящей пленки будет слабо возрастать с увеличением магнитного поля, что приводит к увеличению напряженности поля, необходимого для разрушения сверхпроводимости (рис. 12.21 и 12.33). В сверхпроводящей тонкой пленке величина кажущейся магнитной восприимчивости может быть намного меньше, чем 1/4я (или 1 в. СИ), так как выталкивается только часть потока, но при этом пленка имеет обычную величину энергетической щели и не обладает сопротивлением. В пленках устойчивая сверхпроводимость наблюдается в полях, напряженность которых более чем в 100 раз превышает критическое поле Не для массивного сверхпроводника того же материала. Тонкие пленки не относят к сверхпроводникам II рода, но их поведение показывает, что-сверхпроводимость при наличии соответствующих условий может существовать и в высоких магнитных полях. [c.456]

Существуют сверхпроводники 1 и 11 рода. В массивном образце сверхпроводника 1 рода сверхпроводимость разрушается при полях, больших критического поля Не. В сверхпроводнике [c.462]

II рода имеются два критических поля, Hei < Не < Нс2 , в области между Нс1 и Не2 существует вихревое состояние. Для сверхпроводников I и II рода плотность равновесной энергии чистого сверхпроводящего состояния одинакова и равна [c.462]

В сверхпроводниках II рода < X. Соотношения между критическими полями следующие Яс1 ( Д) Яс и Яг2 (VI) Яс. Величина Не2 достигает 400 кГс. [c.462]

Типичные значения критического поля в сверхпроводниках 1-го рода при температурах значительно ниже критической составляют примерно 10 Гс. Однако в так называемых жестких сверхпроводниках 2-го рода верхнее критическое поле может достигать 10 Гс. Благодаря этому сверхпроводники 2-го рода представляют большой практический интерес при конструировании магнитов, рассчитанных на сильные поля. [c.348]

Нс2 0)—верхнее ( второе ) критическое значение напряженности поля при Т=0 К для сверхпроводника второго рода [c.653]

Вообще перспективными,с точки зрения практического использования, можно считать только те сверхпроводники, которые имеют высокие значения обеих критических величин - температуры и магнитной индукции. Такими свойствами обладают только сверхпроводники 2 рода (см. табл. 2.1), что дало возможность применять эти материалы как для производства сверхпроводниковых электромагнитов, создающих сильные магнитные поля, так и для других практических целей создания электрических машин, трансформаторов и других устройств малых массы и габаритов и с высоким к. п. д. кабельных линий для передачи весьма больших мощностей на произвольно большие расстояния волноводов с особо малым затуханием накопителей энергии и пр. Ряд устройств памяти и управления основывается на переходе сверхпроводника в сверхпроводящее или нормальное состояние при изменении магнитной индукции (или соответственно тока) или температуры. [c.25]

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]

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]

Критическое поле сверхпроводника I рода — равновесное значение маг1П1тного ноля, при превышении которого сверхпроводник переходит в нормальное состояние. [c.282]

Верхнее критическое поле — значение магнитной индукции поля, при котором массивный образец сверхпроводника И рода переходит из смепитпного состояния в нормальное. [c.279]

Поскольку, как уже указывалось, величина I в аморфных сверхпроводниках крайне мала, k становится очень большим (50—100, см. табл. 7.1). По данным работ [29, 40] длина когерентности о составляет 3—10 нм, а А.(0)—200- 1000 нм. Для аморфных сплавов критическое магнитное поле лежит между нижним критическим полем Нс,(Т) и верхним критическим полем На Т), т. е. аморфные сплавы являются сверхпроводниками второго рода согласно теории ГЛАГ (Гинзбург-Ландау, Абрикосов-Горьков). По теории ГЛАГ величины Нс(Т), Нс,(Т) и На Т) связаны между собой следующим образом [c.217]

Эллипсоидальный образец сверхпроводника 1-го рода, имеющего критическое поле Не, помещен в магнитное поле Н (ОсЯсЯс). Ось образца ориентирована параллельно направлению поля. [c.91]

Для сверхпроводника 1-го рода вычислить разность свободных энергий Гиббса для случая нулевого поля и для случая однородной намагниченности во внешнем поле Я. Отсюда через критическое поле Не получить выражение для разности энтропий и удельных теплоемкостей, соответствуюш,их нормальному и сверхпроводяш,ему состояниям. Показать, что при критической температуре имеется скачок удельной теплоемкости, скачок же скрытой теплоты перехода отсутствует. [c.92]

Поведение ниобия при намагничении ( R298< k/ io°k 500) и аналогичных образцов, содержащих кислород и азот, в значительной мере обратимо и приближается к предсказанному Абрикосовым для сверхпроводников второго рода. Поле сначала пронизывает образец макроскопически при значении Я/р, величина которого меньше, чем термодинамическое критическое поле Не- По мере увеличения концентрации внедренных атомов Hfp уменьшается, тогда как H f — величина поля, требующегося для перевода сверхпроводника в нормальное состояние,— увеличивается. Отношение Hn/Hq является линейной функцией рп — удельного электросопротивления в нормальном состоянии. [c.122]

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]

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]

Рнс. 12.66. Кривая намагничивания для сверхпроводника И рода. Магнитный поток начинает проникать в образец при поле Яс , которое ниже тер.модина-мического критического поля Не. Между Нс н Нс2 образец находится в впх-рево.ч состо.чнии. Выше На образец является во всех отношениях нормальным проводиико.ч, за исключением возможных поверхностных эффектов. Для данного Не площадь под кривой намагничивания одинакова для сверхпроводников I и И рода. [c.427]

Это предположение удовлетворяется для сверхпроводннков 1 рода. В сверхпроводниках II рода Яс-СЯсг и в сильных полях изменение в спиновом парамагнетизме электронов проводимости (гл, 15) приводит к значительному понижению энергии нормальной фазы по сравнению со сверхпроводящей фазой, В некоторых сверхпроводниках И рода верхнее критическое поле ограничивает этот. эффект. Клогстон [28] предполагал, что Нсг(тах) = 18400 Гс, где Л,2 —в гауссах, а Тс — в °К (см. также работу Чандрасекара [29J), [c.438]

Оценка Нс. В сверхпроводниках И рода вихревое состояние начинает формироваться в поле H i- Величина Нс меньше, чем термодинамическое критическое поле, определяемое из равенства нЦ8п разности свободной энергии в нормальном и сверхпроводящем состояниях в нулево.м магнитном поле. Эта разность определяется калориметрическими измерениями, так как теперь скачка магнитных свойств при Не иет (см. рис. 12.66).. [c.458]

Рис. 12,36. Контурная-диаграмма локальных пространственных вариаций ширины энергетической щели в сверхпроводнике II рода при поле, несколько меньшем верхнего критического поля Нс2. (Из работы Клейнера и др. [43].) В центре каждого флюксоида ширина энергетической щели равна нулю. Подобный вид треугольной решетки был обнаружен экспериментально

Для сверхпроводников второго рода значепия критического поля, приведенные в таблице, получаются с помощью процедуры построения равных площадей намагниченность в слабых полях (Н < линейно экстраполируется до поля Н , выбираемого таким образом, чтобы площади под экстраполированной и реальной кривой намагничивания совпадали друг с другом. [c.343]

Для твёрдых сверхпроводников имеет значение род электрического поля в переменном поле критические параметры существенно меньше, чем в постоянном (для мягких сверхпроводаиков такая зависимость отсутствует, и [c.23]

Сверхпроводники второго рода отличаются тем, что переход в сверхпроводящее состояние у них осуществляется не скачком, а постепенно. Для них характерны два критических значения магнитной индукции для температуры Т р < Т . Если магнигная индукция во внешнем поле начинает превосходить значение нижней критической индукции, то происходит частичное проникновение магнитного поля во всю толщину сверхпроводящего образца. При этом под действием силы Лоренца электроны в сверхпроводнике начинают двигаться по окружностям, образуя так называемые вихри. Внутри вихря скорость вращения возрастает по мере приближения к оси до тех пор, пока не достигнет критического значения и не произойдет срыв сверхпроводимости. По мере увеличения внешнего магнитного поля количество вихрей возрастает, а расстояние между ними сокращается. Когда оно станет соизмеримым с размером ку-перовской пары, практически весь объем перейдет в нормальное состояние и магнитное поле полностью проникнет в образец. К сверхпроводникам второго рода из чистых металлов можно отнести только ниобий Nb, ванадий V и технеций Те. [c.124]

Рис. 21.3. Критическая напря- ПОЛЯ от температуры (рис. 21.3). У жестких сверхпроводников второго рода эта зависимость имеет вид наклонной прямой. Сверхпроводники первого рода, как сказано, допускают небольшие плотности тока Укр эта величина быстро падает с ростом MarHHjHoro поля (рис. 21.4, кривая /) более высокие значения Укр наблюдаются и у сверхпроводника второго рода—т. е. у сильно деформированного материала с внутренними неоднородностями (кривая 2). Неоднородности состава и строения материала играют большую роль.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...