Поведение - сверхпроводник
Cтраница 3
Кроме лондоновской глубины проникновения AL, которая является мерой затухания магнитного поля внутри сверхпроводника, имеется еще один параметр длины, характеризующий сверхпроводник, - длина когерентности, введенная в 1953 г. А. Рассматривая различные аспекты поведения сверхпроводников, Пиппард пришел к выводу, что плотность сверхпроводящих электронов ns не может изменяться скачком, а может изменяться заметным образом лишь на расстоянии которое он и назвал длиной когерентности. Иначе говоря, длина когерентности определяет характерный масштаб, на котором залечиваются нарушения сверхпроводящего состояния. [31]
 |
Намагничение в функция поля для материала с отрицательной поверхностной энергией на границе раздела сверхпроводящая - несверхпро - / водящая фазы. [32] |
Вторая теория предлагает нитевидную структуру в сверхпроводящем теле, которая может быть создана вокруг стационарных дислокаций или других несовершенств решетки, образующихся при изготовлении и обработке образцов. Обе теории о поведении сверхпроводника почти аналогичны, согласно им проникновение магнитного потока начнется до того, как будет достигнуто критическое поле, и сверхпроводник будет нести токи ( или части его будут оставаться в сверхпроводящем состоянии) до поля значительно более высокого, чем критическое поле массивного сверхпроводника. [33]
Величина KL называется лондоновской глубиной проникновения, и ее значение, согласно приведенному соотношению, несколько меньше, чем значение глубины проникновения, наблюдаемое в истинных сверхпроводниках. Тем не менее феноменологическая теория Лондонов оказывает значительную помощь при интерпретации поведения сверхпроводников. [34]
Из опытов следует, что простая кубическая и гексагональная системы, так же как и структура [ 3 - W, являются благоприятными для сверхпроводимости. Однако поведение сверхпроводников со структурой ( 3 - W заметно отличается от поведения сверхпроводников, имеющих относительно простую структуру. Образование смешанных кристаллов, а также наличие деформаций или дефектов структуры приводит к лонижению температуры перехода. Таким образом, свойства сверхпроводников с такой структурой противоположны свойствам сверхпроводников, имеющих простую структуру. [35]
Сначала подробнее, чем раньше ( см. § 1.2), обсудим некоторые особенности поведения сверхпроводников в электромагнитных полях. Самая простая реакция ( отклик) сверхпроводника на приложенное магнитное постоянное во времени поле состоит в вытеснении этого поля из образца в результате появления экранирующих токов, текущих вблизи поверхности в слое толщиной порядка глубины проникновения К. Характер уравнений, описывающих такое экранирование, зависит, кроме всего прочего, от того, какова глубина А, - больше она или меньше средней длины свободного пробега I в нормальном состоянии. Такое поведение сверхпроводника в постоянном магнитном поле аналогично экранированию микроволнового излучения в случае нормального металла. Известно, что излучение проникает только на глубину скин-слоя 5 и взаимосвязь между плотностью тока J и микроволновым полем Е зависит от значения 5 - больше оно или меньше I. [36]
Это выражение иллюстрируется фиг. Оно находится в близком соответствии с экспериментом, что является хорошим доказательством того, что двухжидкостная модель и параметр упорядочения представляют собой разумные концепции, удовлетворительно описывающие ряд феноменологических аспектов поведения сверхпроводников. [37]
Состояние сильновозбужденного кристалла по сути является суперпозицией совокупности структур при значительном превышении числа допускаемых структурных состояний атомов. Атом-вакансионная плазма распадается впоследствии на кристаллическую и аморфную фазы. Для объяснения эффектов атом-вакансион-ного состояния использована [21, 23, 25] аналогия с поведением сверхпроводников в магнитном поле на основе формализма, в рамках которого при комбинированном внешнем воздействии ( давление кручение ( сдвиг)) в упорядоченной кристаллической фазе образуются нити неупорядоченной фазы. В неупорядоченном состоянии перенос вещества осуществляется в конвективном режиме. В неупорядоченной фазе меняется не только характер коллективного движения, но и атомный потенциальный рельеф. Если в упругой области атом совершает колебания вблизи дна потенциальной ямы, то в пластической он свободно дрейфует в пределах неупорядоченной фазы. Неупорядоченные структуры, как показали исследования методом молекулярной динамики [26] для модели двухмерного кристаллита a - Fe в виде прямоугольной области на плоскости ( 110) при числе атомов в 104, могут возникать при ударном нагружении вследствие искажения плоского импульса или взаимодействия с какой-либо неоднородностью структуры. [38]
Особо нелепой сегодня представляется претензия партчиновников к редакции журнала Вестник АН СССР, опубликовавшей статью Абрикосова Проблемы сверхпроводимости. Статья эта объективно оказалась предвозвестником знакового открытия им ранее неизвестного класса сверхпроводников. Именно в ней он впервые отметил, что имеющиеся наблюдения требуют изучения поведения сверхпроводников в сильном магнитном поле. Вскоре ученый успешно решил наметившуюся проблему и ввел в научный оборот понятия сверхпроводимости II рода и вихревой решетки Абрикосова. Это позволило расширить общепризнанную теорию Гинзбурга-Ландау, касавшуюся поведения сверхпроводников I рода, которые способны при соответствующей низкой температуре полностью вытеснять магнитные потоки, на случай со сверхпроводимостью, возникающей в условиях сильного магнитного поля. [39]
Один из основоположников теории валентных связей, развитой в начале 30 - х годов Лайнусом Полингом, в 1934 году Лондон предложил теорию, объясняющую поведение сверхпроводников в слабых магнитных полях. [40]
Сфера, и компенсационная катушка, намотанная в обратном направлении, были расположены так, чтобы оси двух катушек были параллельны приложенному магнитному полю. Если накладывалось внешнее магнитное поле, когда сфера была сверхпроводящей, флюкс-метр давал отклонение, пропорциональное приложенному магнитному полю, как и должно было получаться в силу диамагнитного поведения сверхпроводника. При постепенном увеличении магнитного поля достигалось его критическое значение, соответствующее температуре, при которой все силовые линии проникали в сферу. Этот момент, когда вся сфера целиком находится в нормальном состоянии, характеризуется нулевым показанием флюксметра. [41]
Поскольку кривые зависимости критического поля от температуры у многих сверхпроводников пепарабо-личны, можно предполагать, что их теплоемкости отклоняются от строгой кубической зависимости. Измерения критического поля по могут дать надежных значений теплоемкостей при самых низких температурах, но отклонениями, полученными для С-03, нельзя пренебречь. Таким образом, мы видим, что тщательные магнитные измерения могут дать сведения о тончайших деталях поведения сверхпроводников. [42]
Сначала подробнее, чем раньше ( см. § 1.2), обсудим некоторые особенности поведения сверхпроводников в электромагнитных полях. Самая простая реакция ( отклик) сверхпроводника на приложенное магнитное постоянное во времени поле состоит в вытеснении этого поля из образца в результате появления экранирующих токов, текущих вблизи поверхности в слое толщиной порядка глубины проникновения К. Характер уравнений, описывающих такое экранирование, зависит, кроме всего прочего, от того, какова глубина А, - больше она или меньше средней длины свободного пробега I в нормальном состоянии. Такое поведение сверхпроводника в постоянном магнитном поле аналогично экранированию микроволнового излучения в случае нормального металла. Известно, что излучение проникает только на глубину скин-слоя 5 и взаимосвязь между плотностью тока J и микроволновым полем Е зависит от значения 5 - больше оно или меньше I. [43]
Особо нелепой сегодня представляется претензия партчиновников к редакции журнала Вестник АН СССР, опубликовавшей статью Абрикосова Проблемы сверхпроводимости. Статья эта объективно оказалась предвозвестником знакового открытия им ранее неизвестного класса сверхпроводников. Именно в ней он впервые отметил, что имеющиеся наблюдения требуют изучения поведения сверхпроводников в сильном магнитном поле. Вскоре ученый успешно решил наметившуюся проблему и ввел в научный оборот понятия сверхпроводимости II рода и вихревой решетки Абрикосова. Это позволило расширить общепризнанную теорию Гинзбурга-Ландау, касавшуюся поведения сверхпроводников I рода, которые способны при соответствующей низкой температуре полностью вытеснять магнитные потоки, на случай со сверхпроводимостью, возникающей в условиях сильного магнитного поля. [44]
Не все фазовые переходы 2-го рода хорошо описываются теорией Ландау. На обоих рисунках температурный интервал выбран так, что он содержит точку фазового перехода. При этом, если переход в сверхпроводящее состояние теория Ландау описывает правильно, то переход гелия в сверхтекучее состояние - неправильно. Она не объясняет отчетливо видной аномалии вблизи точки перехода. Термин аномалия означает здесь признание того, что поведение, согласующееся с теорией Ландау, является нормальным. Строго говоря, как мы увидим, поведение гелия при сверхтекучем переходе более нормально, чем поведение сверхпроводников. [45]
Страницы: 1 2 3