Критическое магнитное поле в сверхпроводниках. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Критическое магнитное поле в сверхпроводниках - характерное значение напряжённости пост. магн. поля, превышение к-рого вызывает проникновение магн. поля с поверхности в глубь сверхпроводника на расстояния L, превышающие глубину проникновения магн. поля (см. Мейснера эффект ). Критическое магнитное поле зависит от температуры Т и свойств материала сверхпроводника.

В сверхпроводниках 1-го рода проникновение поля происходит в результате фазового перехода 1-го рода, а критическое магнитное поле H_C - это такая напряжённость магн. поля, при к-рой плотность магн. энергии равна разности плотностей свободных энергий F_n-F_s в нормальном (несверхпроводящем, Р_n)и в сверхпроводящем (F_s)состояниях: (т. н. термодинамическое

K. м. п.).

В зависимости от формы образца магн. поле может локально достигать на нек-рых участках поверхности образца значения Н_c даже при напряжённости приложенного поля

В интервале приложенных полей от этой величины до H_с образец будет находиться в промежуточном состоянии, т. ё. в нём будут одновременно существовать сверхпроводящие и нормальные области (домены ).Напр., диапазон существования промежуточного состояния для шара:

для пластины в перпендикулярном магн. поле:

Значения Н_с в сверхпроводящих металлах

(табл.).

Значения H_с при нулевой температуре (ОК) для некоторых металлов (сверхпроводников 1-го рода)

В сверхпроводниках 2-го рода различают три критических магнитных поля: H_C1, H_C2 и H_С3 (рис.). При напряжённости, меньшей нижнего критического магнитного поля H_C₁, магн. поле не проникает в сверхпроводник на глубину, превышающую

При магн. поле проникает в сверхпроводник в

виде т. н. вихревых нитей (вихрей сверхпроводящего тока), причём внутри вихря сверхпроводимость подавлена (т. н. смешанное состояние). Каждый вихрь несёт квант магн. потока (см. Квантование магнитного потока ).При увеличении напряжённости магн. поля до верхнего критического магнитного поля Н_с₂концентрация вихревых нитей возрастает, при Н = H_С2 сверхпроводимость в объёме образца разрушается. Следы сверхпроводимости сохраняются до напряжённости H = H_С3 лишь вблизи поверхности образца до глубины порядка длины когерентности

волновой функции сверхпроводящих электронов (поверхностная сверхпроводимость).

Верхнее критическое магнитное поле H_C₂ представляет собой значение H, ниже к-рого нормальное состояние неустойчиво относительно возникновения малых зародышей сверхпро-водящей фазы. Деление сверхпроводников на 1-й и 2-й род происходит в зависимости от отношения

У сверхпроводников 2-го рода

Обычно нижнее критическое магнитное поле H_C1 заметно ниже Н_c. В диапазоне

возникновение сверхпроводимости не может приводить

к полному вытеснению магн. потока из образца, поскольку при полях

полный эффект Мейснера энергетически невыгоден. В сверхпроводниках 1-го рода

и при уменьшении поля сначала достигается критическое магнитное поле Н_с, происходит фазовый переход 1-го рода и реализуется полный эффект Мейснера.

Критическое магнитное поле для сверхпроводников 2-го рода (обычно сплавов) сильно зависят от их хим. состава. Для сплавов

H_с2 может достигать

и более. Напр., для V₃Ga при Т=0 К значение H_C1=2009, H_С2=3*10⁶Э (в этом веществе H_с=6*10³ Э). У оксидных высокотемпературных сверхпроводников (сверхпроводников 2-го рода) наблюдается высокая анизотропия критического магнитного поля и критического тока.

В образцах малых размеров (тонких плёнках, полосках и т. п. с поперечными размерами, сравнимыми с X) возникновение и разрушение сверхпроводимости в магн. поле непосредственно не связано с величиной термодинамического критического магнитного поля, а в зависимости от поперечных размеров образца может осуществляться путём фазового перехода как 1-го, так и 2-го рода.

Литература по критическому магнитному полю в сверхпроводниках

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.


Металл	Zn	Cd	Al	Ga	In	Sn	Pb
н_с, э	53	30	99	51	283	306	803

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Критическое магнитное поле в сверхпроводниках

Значения Hс при нулевой температуре (ОК) для некоторых металлов (сверхпроводников 1-го рода)

Литература по критическому магнитному полю в сверхпроводниках

Значения H_с при нулевой температуре (ОК) для некоторых металлов (сверхпроводников 1-го рода)