Критическое поле Сверхпроводимость

См. также Критическое поле Сверхпроводимость Эффект Нернста 1259 (с) [c.456]

Критическое поле Сверхпроводимость Эффект Мейснера Магнитные сплавы (разбавленные) II 300— 302 [c.400]

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]

Колебания тока в сверхпроводящем кольце. Если магнитный поток сквозь площадь, ограниченную сверхпроводящим кольцом, в результате изменения внешнего магнитного поля равномерно возрастает со временем, то по закону электромагнитной индукции Фарадея в кольце индуцируется сверхпроводящий ток, увеличивающийся со временем. При достижении плотностью тока критического значения сверхпроводимость разрушается и сверхпроводящий ток исчезает. Исчезновение тока создает условия для возникновения сверхпроводящего состояния. Продолжающее возрастать магнитное поле снова индуцирует возрастающий сверх проводящий ток, который при достижении критического значения ликвидирует сверхпроводимость, и т. д. Следует обратить внимание, что физическим содержанием закона электромагнитной индукции Фарадея является возникновение вихревого электрического поля в результате изменения магнитного поля. При росте с постоянной скоростью магнитного потока сквозь площадь, ограниченную сверхпроводящим кольцом, линии напряженности электрического поля являются окружностями, концентрическими с центром кольца. Напряженность электрического поля вдоль каждой линии постоянна. Поэтому можно сказать, что в рассмотренном выше явлении речь шла о протекании сверхпроводящего тока в постоянном электрическом поле, и окончательный результат сформулировать так [c.374]

Температурная зависимость критического поля Н, при котором разрушается сверхпроводимость, может быть найдена из следующих [c.255]

Ниже критической температуры сверхпроводимость нарушается при наложении сильного магнитного поля. [c.72]

Величина Х, называемая глубиной проникновения, зависит от температуры и материала сверхпроводника. В тонких пленках толщиной меньше Я. величина критического поля разрушаюш,его сверхпроводимость, оказывается на порядок больше, чем в массивных образцах. Тем не менее существование критического поля и критических плотностей тока в сверхпроводниках ограничивает возможности их практического применения. [c.202]

Ограничимся поэтому рассмотрением цилиндрического сверхпроводника, ось которого параллельна направлению внешнего магнитного поля Н, так что поле на боковой поверхности этого цилиндра (не обязательно кругового) одинаково во всех его точках. В таком цилиндрическом образце сверхпроводимость исчезает, если напряженность внешнего поля достигает некоторого критического значения Як. Величина критического поля зависит от температуры Як = Як(Г) и обращается в пуль при Тк. [c.150]

В табл. 17.12 приведены значения критической температуры и критического поля Н (при 7=0) для элементов, в которых наблюдалась сверхпроводимость [26], [c.301]

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]

В некоторых случаях возникает трудность, заключающаяся в том, что имеется несколько ссылок на литературу для одного и того же сплава, в отдельных случаях свидетельствующих о расхождении данных по сверхпроводимости. Ввиду изложенных выше соображений зависимости сверхпроводимости вт чистоты и других металлургических факторов рекомендуется ознакомиться с соответствующей литературой, чтобы определить наиболее вероятную критическую температуру или критическое поле для данного сплава. Другая трудность заключается в выборе величины критической температуры из кривых перехода в результате изменения магнитной проницаемости или электросопротивления. [c.19]

Во многих случаях измерение электросопротивления, особенно при малом токе, более чувствительно к малым следам остаточной сверхпроводимости, что может быть связано с дефектами и субструктурой, занимающими незначительную часть образца (см., [1]), чем измерение магнитных свойств, при котором измеряется переход сверхпроводимости материала в целом. Скорость изменения критического поля Ясн (определение дано выше), с температурой, измеренная методом электросопротивления при низкой плотности тока и вблизи Г , может служить хорошим критерием для концентрации дефектов (рис. 6, а и 6, б). [c.118]

Теоретическое объяснение явления сверхпроводимости удается дать только на основе квантово-механических представлений о процессах в твердых телах. Явление сверхпроводимости не находило практического применения в течение нескольких десятилетий, так как существует некоторое критическое значение магнитного поля, разрушающее эффект сверхпроводимости, причем для чистых металлов оно невелико. В качестве примера на рис. 7-6 приведены температурные зависимости критического поля для свинца и белого олова. [c.283]

М. с. представляет собой провод из сверхпроводящего материала (напр,, тантала), помещенный в переменное (10—100 гц) магнитное ноле. Дважды за период в моменты, когда величина поля превышает критическое магнитное поле, сверхпроводимость провода разрушается, и он переходит в нормальное состояние. Если включить такой i f. с. между источником измеряемого напряжения и входом усилителя переменного тока (см. рис.) и обеспечить условие, [c.275]

Дальнейшее исследование свойств сверхпроводников показало, что сверхпроводимость может быть разрушена не только путем повышения температуры, но и посредством приложения достаточно сильного магнитного поля Камерлинг-Оннес, 1914) [135]. Критическое поле, в котором исчезает сверхпроводимость, уменьшается с повышением температуры. Эмпирически установлено, что зави- [c.272]

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

Разрушение сверхпроводимости магнитным полем. Сверхпроводимость может быть разрушена достаточно сильным магнитным полем. Пороговое или критическое магнитное поле, необходимое для разрушения сверхпроводимости, обычно обозначают через Нс Т) величина критического поля зависит от температуры. При критической температуре критическое поле равно нулю Нс(Тс)= 0. На рис. 12.4 показана зависимость критического поля от температуры для некоторых сверхпроводящих элементов. Эти кривые одновременно являются границами, отделяющими сверхпроводящее состояние (область, лежащая налево и вниз от данной кривой) от нормального (область, лежащая направо и вверх относительно данной кривой). Зависимость Яс(0) от Тс для ряда сверхпроводников показана на рис. 12.5. [c.424]

Притяжение ) электронов может привести к тому, что основное состоя ние всей электронной системы отделяется от возбужденных состояний энергетической щелью. Критическое поле, тепловые свойства ) и большинство электромагнитных свойств зависят от наличия энергетической щели. Расчеты, которые приводят к понятию энергетической щели и к частному случаю основного состояния, даваемому теорией БКШ, приведены в Приложении Ь. В специальных условиях сверхпроводимость может иметь место и без энергетической щели. [c.446]

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]

Вблизи верхнего критического поля флюксоиды плотно упакованы и внешнее поле заполняет почти весь образец, оставляя лишь небольшие участки между флюксоидами. Разрушение сверхпроводимости массивных образцов начинается с поля, равного верхнему критическому. Вычисление величины верхнего. критического поля Нс2 дает [c.459]

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

Фактически находить эту величину удобнее не прямо, а путем измерения критического поля. Связь между двумя этими величинами следует из выражения (5.86). В отсутствие магнитного поля последнее слагаемое в нем обращается в нуль, и мы получаем разность свободных энергий, выраженную через параметр порядка. Если же к такой системе приложить магнитное поле, то, как хорошо известно, оно не проникает в глубь сверхпроводника. Это — эффект Мейсснера. Таким образом связанная со сверхпроводимостью энергия конденсации практически не изменится, т. е. параметр порядка в массиве сверхпроводника останется прежним. Энергия же магнитного поля, равная последнему слагаемому выражения (5.86), окажется большей вследствие того, что в присутствии сверхпроводника поле деформируется так, что его силовые линии огибают сверхпроводник. Эта дополнительная энергия равна величине Я /8я, умноженной на объем сверхпроводника, в чем можно убедиться, исходя из термодинамических соображений [22]. Если поле увеличивается настолько, что эта дополнительная энергия оказывается больше связанного со сверхпроводящим переходом выигрыша в энергии, то свободная энергия окажется меньше, когда металл перейдет в нормальное состояние и поле окажется однородным. Таким образом, разница в плотности свободных энергий между нормальным и сверхпроводящим состояниями равна НУЫ. Воспользовавшись соотношением (5.82), получим [c.592]

Сверхпроводимость можно разрушить магнитным полем с напряженностью больше некоторой критической Не- Величина Не зависит от температуры [c.265]

При другой форме образцов и геометрии полей наблюдается более сложная картина разрушения сверхпроводимости полем. В качестве примера рассмотрим случай, когда образец в форме длинного цилиндра помещен в поперечное поле. Из фиг. 3 мы видим, что поле на его экваторе равно удвоенному значению внешнего ноля, т. е. поле в этой точке достигает критического значения, когда приложенное поле равно Я р /2. В случаях, подобных этому, образец переходит в состояние, характеризующееся одновременным наличием нормальных и сверхпроводящих областей и называемое промежуточным состоянием. По мере увеличения внешнего поля относительное количество нормальной фазы возрастает наконец, когда поле достигает критической величины, исчезают последние следы сверхпроводящего состояния. Таким образом, разрушение сверхпроводящего состояния образца происходит в некотором интервале величин приложенного магнитного поля. [c.615]

Сверхпроводимость — квантовое явление, возникающее вследствие Бозе-конденсации пар электронов проводимости. Двумя важнейшими макроскопическими признаками возникновения сверхпроводящего состояния являются 1) отсутствие сопротивления протекающему постоянному электрическому току при температуре ниже некоторой критической Тс, 2) выталкивание магнитного поля из объема сверхпроводника (эффект Мейснера). Существуют критическое магнитное поле Не и критическая плотность тока j , при превышении которых сверхпроводимость исчезает. Зависимость критической напряженности магнитного поля от температуры с хорошей точностью описывается формулой [c.448]

Критическая плотность тока. Когда магнитное поле Электрического тока, протекающего по сверхпроводнику, достигает критического значения В р, сверхпроводимость исчезает. Соответствующая плотность тока называется критической плотностью тока. [c.369]

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]

Критическое поле. Спустя три года ггосле открытия сверхпроводимости Камерлинг-Оннес [84] обнаружил, что сопротивление сверхпроводника [c.613]

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]

Длинный цилинда из С. в. р., помещённый в продольное магн. поле, обнаруживает полный Мейснера эффект лишь в полях, не превосходящих ниж. критич. поля Нс1 (см. Критическое магнитное поле. Сверхпроводимость). В полях с напряжённостью выше Я , и ниже Яс2 (верх, критич. поле) магн. поток начинает проникать в цилиндрич. образец, однако даже при установлении термодинамич. равновесия поток, проходящий через цилиндр, имеет меньшую величину, чем в случае, когда образец находится в нормальном состоянии (неполный эффект Мейснера). Это указывает на наличие незатухающих токов в образце, к-рый, следовательно, находится ещё в сверхпроводящем состоят НИИ. Образец полностью переходит в нормальное состояние в полях с напряжённостью выше Я (рис. 1). Вблизи поверхности образца из С. в. р. возможно об- [c.441]

Фазы Шевреля — кристаллические структуры тройных халькогенидов переходных металлов. Для этих фаз характерно существование сверхпроводимости и антиферромагнетизма каждый тип упорядочения может предшествовать другому при охлаждении образца. В соединении PbMojSj была установлена критическая температура —258 С и рекордное значение критического поля Вс2 = 60 Тл. Из соединения PbMojSg можно делать кан пленки, так и проволоку. [c.523]

Поскольку сверхпроводимость и квантовый размерный эффект качественно одинаково воздействуют на сдвиг Найта и Т , Номура и др. [802] попытались выделить из наблюдаемых результатов долю, обусловленную сверхпроводимостью, разрушая последнюю сильным магнитным полем. Вообще говоря, внутри достаточно малых частиц-магнитное поле можно считать однородным. Это поле воздействует как на спины, так и на орбитальное движение электронов куперов-ской пары, поэтому следует различать парамагнитный и диамагнитный механизмы разрушения пары. Для частиц А1 парамагнитное критическое поле Нр 20 кЭ, а диамагнитное критическое поле орб 3 10" /)" / кЭ, где D — диаметр частиц, А. Оба критических поля становятся сравнимыми при Z) 100 А. [c.277]

Аналогичное соотношение, но с другим показателем степени действует и для частиц А1. При увеличении магнитного поля монотонно уменьшается и, наконец, достигает значения для массивного ( лова. Отсутствие максимума, наблюдаемого на кривой Т Н) для частиц А1 при низких магнитных полях, объясняли более сильной спин-орбитальной связью в частицах Sn. Критическое поле для частиц Sn диаметром 150 А имеет значение 38 кЭ и спадает с уменьшением размера частиц по закону в соответствии с теорией Де Жена и Тинкхэма. Чтобы подавить сверхпроводимость и извлечь в чистом виде квантовый размерный эффект, необходимо приложить полеЯ Я . Однако вплоть до Я 30кЭ аномалии не наблюдались, ибо таким полем можно расстроить сверхпроводимость только в довольно крупных частицах, где квантовый размерный эффект трудно обнаружить. [c.278]

Постоянство (О К) свидетельствует о том, что это поле характеризует изолированные частицы и не зависит от степени связи между ними. Другими словами, критическое поле (О К) разрушает сверхпроводимость частиц, не действуя на междучастичные связи. Максимальное значение л 2,4 К оказывается именно таким, какое должно быть у изолированных частиц диаметром 30 А (см. рис. 129). Следовательно, в гранулированной пленке можно осуще- [c.282]

Hn соответствует полю, выше которого в изучаемом материале нет сверхпроводящих областей, независимо от того, ограничено это или нет внутренним строением сверхпроводящего материала, парамагнитными эффектами или другими явлениями. Не применяют для обозначения термодинамического критического поля или критического поля массивного сверхпроводника, так же как его употребляют для обозначения полей обычных сверхпроводящих материалов. Если в литературе упоминается о перегибе на кривой ток — поле (это поле иногда называется полем Кунцлера), записи в табл. 5 сделаны по Hn с указанием того, что значение, отвечающее перегибу, меньше действительного, при котором образец переходит в состояние сверхпроводимости. [c.13]

Хотя ниобий имеет самые высокие критическую температуру и критическое поле, о влиянии на него малых количеств известных примесей было сообщено совсем недавно. Хаузер и Бюлер [4] приводят данные о влиянии пластической деформации ниобия на плотность тока в магнитных полях. В опубликованной недавно работе [5] обобщены сведения об исследовании элементов, образующих твердые растворы замещения, и их влиянии на характеристики сверхпроводимости. [c.99]

Наиболее перспективным сверхпроводником с высоким критическим полем является сплав МЬзЗп с кристаллической структурой типа р-Ш [1]. Сверхпроводимость в нем проявляется при 18,05° К. Средняя точка переходной области, часто употребляемая для характеристики температуры перехода Гк, составляет примерно 17,9° К [2]. Измерения магнитной восприимчивости показали, что в поле 7 тл (70 кгс) сверхпроводимость в сплаве ЫЬзЗп, полученном дуговой плавкой, можно сохранить до 4,2° К [3]. [c.124]

Условия спекания от длительных выдержек при 600° С до кратковременных при 800° С приводят к заметному увеличению как плотности критического тока, так и критического поля. Эти условия вызывали образование зЫЬзЗпа характеристики сверхпроводимости, измеренные на указанных прессовках, пр-видимо-му, следует приписать этой фазе. Имеются доказательства, что фаза ЫЬзЗпг является сверхпроводником с высоким критическим полем, тогда как фаза ЫЬгЗпз была при температуре выще 4,2° К несверхпроводящей. Спекание по режимам 800°, [c.146]

Можно, однако, поставить вопрос по-иному. Если нельзя существенно повысить Tg, то, возможно, при той же критической температуре удасться существенно увеличить критическое магнитное поле. Один из возможных путей—это поиски сверхпроводников с большой эффективной массой носителей. Сюда, по-видимому, принадлежат так называемые фазы Шевреля соединения типа MjjMOgSg, где М—какой-либо металл, например РЬ, L и др. В этих соединениях сверхпроводимость связана, по-ви-димому, с электронами d-оболочки молибдена, имеющими большую эффективную массу, что и объясняет рекордные критические поля этих соединений. К сожалению, они пока нетехнологичны. Выше мы говорили о соединениях актинидов и редкоземельных металлов с огромными т, но у них пока очень низкие критические температуры. [c.332]

Итак, приходим к выводу, что сверхпроводимость прекращается как только возникают вихри, т. е. при поле, равном Яр1 HeJv . Значит, мы не только не выигрываем при увеличении X, ио, наоборот, сильно проигрываем в критическом поле. Однако есть способ справиться с этим недостатком. Для этого надо остановить движение вихревой решетки и тогда, согласно (18.139), Е = 0, а следовательно, и р = 0. Для этого надо закрепить вихри в определенных местах образца, как бы пришпилить их к металлу. Это явление носит название пиннинг (от английского слова р1п—булавка). [c.397]

Сверхпроводящее состояние разрушается, если ток становится больше некоторого критического тока (эффект Силсби). Величина критического тока (которая может достигать 100 А в проволочке диаметром 1 мм) зависит от природы и геометрии образца и связана с критическим значением поля сверхпроводимость разрушается, если магнитное поле, создаваемое током, превысит критическое значение на поверхности образца ). [c.344]

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]

Таким образом, о гекаемый электрическим током сверхпроводящий соленоид должен представлять собой сверхпроводниковый электромагнит , не требующий питания током. Однако оказалось, что сверхпроводимость нарушается не только при повышении температуры свыше температуры перехода Ткр, но также и при возникновении на поверхности сверхпроводника магнитного поля со значением магнитной индукции выше некоторого критического значения Вкр. Это объясняется диаграммой состояния сверхпроводника, схематически изображенной на рис. 2.8(а). Каждому значению температуры данного материала, находящегося в сверхпроводящем состоянии, соответствует свое значение Вкр. Зависимость Вкр от температуры во многих случаях описывается формулой [c.22]

Сверхпроводники и криопроводники. Явление сверхпроводимости было открыто нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннесом в 1911 г. Согласно современной теории, основные положения которой были развиты в работах Д. Бардина, Л. Купера, Дж. Шриф-фера (теория БКШ), явление сверхпроводимости металлов можно объяснить следующим образом. При температурах, близких к абсолютному нулю, меняется характер взаимодействия электронов между собой и атомной решеткой, так что становится возможным притягивание одноименно заряженных электронов и образование так называемых электронных (куперовских) пар. Поскольку куперовские пары в состоянии сверхпроводимости обладают большой энергией связи, обмена энергетическими импульсами между ними и решеткой не наблюдается. При этом сопротивление металла становится практически равным нулю. С увеличением температуры некоторая часть электронов термически возбуждается и переходит в одиночное состояние, характерное для обычных металлов. При достижении критической температуры (Т ) все куперовские пары распадаются и состояние сверхпроводимости исчезает. Аналогичный результат наблюдается при определенном значении магнитного поля (критической напряженности Я р или критической индукции Акр), которое может быть создано как собственным током, так и посторонними источниками. Критическая температура и критическаяс напряженность магнитного поля являются взаимосвязанными величинами. Эта зависимость для чистых металлов может быЪ приближенно представлена следующим выражением [c.122]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...