Граница сверхпроводника с нормальным металлом

О. а. обусловлено на.личием щели Д в энергетич. спектре электронов сверхпроводника (см. Сверхпроводимость). При < А носителя заряда не могут проникнуть в сверхпроводник. В то же время они обладают импульсом р > Д/п, т. к. в металле р Рг, где р,— ферми-импульс. При отражении от N — S-границы тангенциальная компонента импульса p сохраняется точно, а перпендикулярная компонента pi может измениться лишь на величину bpi й А/п. Если угол падения щ далёк от 90°, то 6pi pi. Поэтому обычное зеркальное отражение, при к-ром бр Pii невозможно. Малые изменения импульса 6р sfe Д/у соответствуют переходу с электронной ветви энергетич. спектра нормального металла на дырочную. При О. а. электрон (р > рг) подхватывает другой с антипараллельным импульсом, меньшим Рр, и образует куперовскую пару (см. Купера аффект), распространяющуюся без потерь вдоль поверхности сверхпроводника [3]. В нормальном металле остаётся дырка с импульсом, противоположным и.м-пульсу подхваченного электрона, что соответствует изменению знака п при О. а. При касательном падении

[c.503]

С термодинамической точки зрения превращение нормального металла в сверхпроводник можно рассматривать как фазовый переход следовательно, фиг. 54 представляет собой фазовую диаграмму. На границе между фазами (Я = свободные энергии нормальной и сверхпроводящей фаз равны = gs)- Энтропия в нормальном состоянии равна уТ (разд. 4.2). Из эвристических соображений примем энтропию сверхпроводящего состояния пропорциональной ). Тогда получим [c.135]

Пусть на каком-то участке поверхности сверхпроводника поле превышает Н . Тогда здесь должно начаться разрушение сверхпроводимости. Наиболее естественно предположить, что дело будет выглядеть, как изображено на рис. 15.2, где заштрихована часть образца, перешедшая в нормальное состояние. Однако такое предположение приводит к противоречию. Если металл в нормальном состоянии немагнитный, то для магнитного поля нет разницы между нормальным металлом и вакуумом. Следовательно, при удалении от сверхпроводящей области поле должно уменьшаться. Если предположить, что на границе между нормальной и сверхпроводящей областями Н = Н , то в нормальной области поле Н < Нд. Но в этом случае металл должен быть сверхпроводящим. [c.277]

Глава XX. ГРАНИЦА СВЕРХПРОВОДНИКА С НОРМАЛЬНЫМ МЕТАЛЛОМ [c.420]

Сверхпроводящая корреляция проявляется не только в сверхпроводнике, но и на границе сверхпроводника с нормальным металлом. Довольно естественно предположить, что нормальный металл оказывает влияние на сверхпроводник, приводя к уменьшению Д на расстоянии порядка В частности, если толщина сверхпроводника меньше 5. то он вообще перестанет быть сверхпроводящим. С другой стороны, сверхпроводник должен оказывать влияние на нормальный металл. Тонкая пленка нормального металла, нанесенная на массивный сверхпроводник, должна стать сверхпроводящей. Эти явления были обнаружены на опыте (Мейснер, 1958) [231] и получили название эффектов близости. [c.420]

Рассмотрим эффекты близости с помощью уравнений Гинзбурга—Ландау. Чтобы не выходить за рамки применимости теории ГЛ, будем иметь в виду две модели. В первой модели рассмотрим сверхпроводник при температуре, близкой к Т , граничащий с нормальным металлом, который либо вообще не становится сверхпроводником, либо имеет критическую температуру, значительно ниже Т . Вторая модель—это граница двух сверхпроводников с близкими критическими температурами Т,, и Т , причем предполагается, что Г,, < Г < т. е. один металл находится в сверхпроводящем, а другой в нормальном состоянии. [c.420]

Уравнение (20.4) уже решалось в 17.2 при вычислении поверхностной энергии на границе сверхпроводника и нормального металла. Решение имеет вид [c.421]

Из формул (20.20) следует не только быстрое убывание в глубь нормального металла, но и существенное уменьшение Ч в сверхпроводнике вблизи границы. [c.424]

Как уже говорилось в части I, у обоих металлов должны быть равны химические потенциалы электронов. Но электроны в основном состоянии сверхпроводника объединены в куперовские пары, а в нормальном металле они существуют поодиночке. Следовательно, должны быть равными химические потенциалы двух отдельных электронов в нормальном металле и куперовской пары в сверхпроводнике. Пусть отдельный электрон перейдет из нормального металла в сверхпроводник. В этом случае у него не будет партнера, с которым он мог бы составить куперовскую пару, а, значит, его энергия будет больше на половину энергии связи, т. е. па А. Следовательно, для отдельного электрона уровни энергии в сверхпроводнике начинаются на А выше, чем в нормальном металле. Значит, если его энергия возбуждения над уровнем Ферми меньше А, то он должен отразиться от границы. [c.426]

Такое отражение происходит весьма своеобразно. Для того чтобы это понять, лучше говорить на языке квазичастиц. Представим себе для простоты, что речь идет о границе между нормальным и сверхпроводящим слоями в промежуточном состоянии сверхпроводника. В этом случае металлы в принципе одинаковы, а А меняется от нуля до равновесного значения в массивном сверхпроводнике на расстоянии Энергетический спектр [c.426]

Эффект заключался в том, что, как только на толщине пластины умещался экстремальный диаметр траектории в магнитном поле (или целое число диаметров), возникала особенность поверхностного импеданса. На рис. 20.2 изображена ситуация в случае, когда в слое нормального металла, нанесенного на поверхность сверхпроводника, укладывается ровно половина экстремальной траектории. Электрон, подлетая к границе, превращается в античастицу с противоположной скоростью. Эта античастица повторяет траекторию электрона в обратном направлении и в конце концов опять долетает до границы. После этого античастица превращается в электрон, и все повторяется. [c.427]

Действительно, представим себе границу между сверхпроводником и нормальным металлом. Если электрон впрыскивается в сверхпроводник, то для того, чтобы придти в равновесное состояние, он должен потерять энергию Д, ибо равновесные электроны связаны в пары с энергией связи 2Д (на 2 частицы). [c.488]

ОТРАЖЕНИЕ АНДРЕЕВСКОЕ — отражение носителей заряда (электронов и дырок) в металле, находящемся в нормальном состоянии (JV), от границы со сверхпроводником (5) при этом происходит изменение знаков массы и заряда носителей превращение электрона в дырку или дырки в электрон. Ввиду сохранения энергия ef носителей и практически точного сохранения импульса р при о. а. происходит изменение направления вектора скорости v на противоположное. Вместо клас-сич. закона зеркального отражения угол падения равен углу отражения при О. а. отражённый носитель заряда движется точно назад (А. Ф. Андреев, 1964) [1, 2]. [c.503]

Рассмотрим первую модель и будем сначала считать оба металла массивными. В 17.1 мы получили граничное условие (17.7) на поверхности сверхпроводника, считая вариацию бЧ на границе произвольной. Это условие имеет смысл на границе с вакуумом, или диэлектриком, ибо влияние такой границы на электроны в сверхпроводнике распространяется на расстояния, порядка межатомных. Из граничного условия (17.7), в частности, следует, что нормальная компонента сверхпроводящего тока обращается в нуль на границе [c.420]

Андреевское отражение ялек-трона от границы сверхпроводник (3) — нормальный металл (А). [c.503]

Из сказанного видно, что при j = О магнитное поле внутри сверхпроводника (вдалеке от его границ) отсутствует. Вблизи же границы уравнение (12") дает решение ехр(—хж), экспоненциально затухающее внутрь сверхпроводника здесь х — расстояние от границы, величина = 47ге Фр/ш определяет глубину проникновения поля. В ненроникновении поля внутрь сверхпроводника и состоит уже упоминавшийся эффект Мейсснера [12]. Физически он объясняется тем, что при включении поля в сверхпроводнике наводятся индукционные токи (второй член в левой части (12")), экранирующие, по правилу Ленца, внешние источники поля и, в отличие от нормального металла, не затухающие со временем. [c.184]

В заключение необходимо еще раз отметить, что термо-э. д. с. для чистых сверхпроводников имеет нулевое значение и что термо-э.д.с., возникающая на границе сверхпроводящего и нормального металлов, очень незначительна. Таким образом, термоэлектрические свойства сверхпроводников не могут быть использованы для термометрии, если не считать их применения. ь .ля измерения абсолютной величины термо-э. д. с. нормальных металлов, как это было сделано Борелиусом с сотр. [72]. [c.213]

Свойства сверхпроводников в инфракрасном и СВЧ-диапа-зонах частот. Наличие в сверхпроводниках энергетической щели позволяет предположить, что, как и в полупроводниках с запрещенной зоной, фотоны, имеющие энергию, меньшую ширины энергетической щели, могут проходить через сверхпроводящий металл. Экспериментально это было установлено Гловером и Тинкхэмом, а также рядом других авторов. От любого металла фотоны отражаются из-за несогласования имиедансов на границе вакуум — металл, но очень тонкая ( 20 А) пленка пропускает больше фотонов в сверхпроводящем состоянии, чем в нормальном. [c.432]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...