(см. Мейснера эффект ).
Критическое магнитное поле зависит от температуры Т и свойств
материала сверхпроводника.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 HC - это такая напряжённость магн. поля,
при к-рой плотность магн. энергии равна разности плотностей свободных энергий
Fn-Fs в нормальном (несверхпроводящем, Рn)и в сверхпроводящем (Fs)состояниях: (т. н. термодинамическое
K. м. п.).
В зависимости от формы
образца магн. поле может локально достигать на нек-рых участках поверхности
образца значения Нc даже при напряжённости приложенного поля
В интервале
приложенных полей от этой величины до Hс 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 Нс в сверхпроводящих металлах 
(табл.).
|
Фазовая диаграмма для сверхпроводника 2-го рода, имеющего форму длинного цилиндра. Нс - термодинамическое критическое поле, Тc- критическая температура. |
|
Металл |
Zn |
Cd |
Al |
Ga |
In |
Sn |
Pb |
||
|
нс,
э |
53 |
30 |
99 |
51 |
283 |
306 |
803 |
||
В сверхпроводниках 2-го рода различают три критических магнитных поля:
HC1, HC2
и HС3 (рис.). При напряжённости, меньшей нижнего критического
магнитного поля HC1, 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
Нс2концентрация
вихревых нитей возрастает, при Н = HС2 сверхпроводимость
в объёме образца разрушается. Следы сверхпроводимости сохраняются до напряжённости
H = HС3 лишь вблизи поверхности образца до глубины
порядка длины когерентности
волновой функции сверхпроводящих электронов (поверхностная сверхпроводимость).
Верхнее критическое магнитное поле HC2
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 HC1 заметно
ниже Нc. 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 Нс, 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 
Hс2 может достигать
и более. Напр., для V3Ga при Т=0 К значение
HC1=2009, HС2=3*106 Э (в этом веществе
Hс=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.
H. Б. Копнин
|
|
 |
