Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
разование тонкого сверхпроводящего слоя толщиной порядка длины когерентности прн напряжённости магн. поля в интервале Яса < Я < Hc3 (поверхностная сверхпроводимость). Полная фазовая диаграмма схематически показана иа рис. 2. У С. в. р. (в отличие
Рис. 2. Фазовая диаграмма для сверхпроводника 2-го рода в форме длинного цилиндра в продольном магнитном поле: 1 — нормальное состояние; г — поверхностная сверхпроводимость; 3 — смешанное состояние; 4 — полный аффект Мейснера.
от С. 1-го рода) переходы в маги, поле являются фазовыми переходами 2-го рода (Cm. Фазовый переход).
Идея о существовании в пркроде двух родов сверхпроводников высказана впервые в 1952 А. А. Абрлкосо-вым и Н. В. Заварицким на основе эксперим. результатов JI. В. Шубникова с соавторами по кривым намагничивания сверхпроводящих сплавов (1937) и данных
Н. В. Заваридкого по критич. полям тонких сверхпроводящих плёнок. Для С. в. р. в магн. поле неустойчивость по отношению к образованию зародышей сверхпроводящей фазы в нормальной возникает раньше, чем становится выгодным переход всего объёма образца в сверхпроводящее состояние. При этом граница раздела нормальной и сверхпроводящей фаз имеет отри-цат, энергию, в отличие от С. 1-го рода, где эта энергия положительна. В результате при достаточно большом магн. поле (выше Hci) С. в. р. разбивается иа большое кол-во чередующихся нормальных и сверхпроводящих областей, причём нормальные области иесут квантованное значение маги, потока (см. Квантование магнитного потока).
Микроскопич. параметром, характеризующим принадлежность сверхпроводника к 1-му или 2-му роду, является отношение глубины проникновения маги, поля А. к длине когерентности ?: и — >./?, называемое параметром Гинзбурга — Jla Hj а у (см. Гинзбурга — Ландау теория). Еслн х> 1/)^2, то материал является С. в. р. Среди чистых металлов к С. в. р. относится Nb. По мере введения примесей в С. в. р. материалы, являвшиеся С. 1-го рода в «чистом» состоянии, могут превращаться в С. в. р. Длииа когерентности в сплавах | ~ (I0Z)^*, где I0 — длина когерентности «чистого» материала, a I — длина свободного пробега электронов в сплаве. Длина когерентности ? может стать значительно короче I0 уже при ие очень большой (— 1%) концентрации примесей. Глубина проникновения в сплавах \ ~ KilJ1Pi (гДе — глубина проникновения для чистого материала), напротив, воз-
растает при введения примесей, поэтому для сплаву к = 0,75K0Zl. Т. о., практически все сплавы (и неупорядоченные плёнки) являются С. 2-го рода. К С. в. Jb принадлежат также оксидные высокотемпературен сверхпроводники. і
Теория С. в. р. основывается на идее А. А. Абрикосе» -ва (1957) о наличии в них квантованных вихрей, об*: разующих двумерную решётку (см. Решётка вихріІ Абрикосова), Такие вихри существуют в иитервяіф Ha < H < Hci (смешанное состояние) и определяет термодинамич. и транспортные свойства С. в. р., в т. ^ макс. электрнч. ток, к-рый может протекать по такому сверхпроводнику без сопротивления (критический ток)1, В присутствии электрич. тока иа вихрь действует', Лоренца сила. Если вихри не закреплены на дефект» или неоднородностях материала, то они приходят в дві» жение, в результате чего индуцируется электрик поле и происходит диссипация энергии. В этом слузд* критич. ток равен нулю. Если образец не находите* во внеш. магн. поле, то критич. ток совпадает с TOKOtff создающим иа поверхности образца магн. поле, равно# Hcі, когда начинают образовываться вихри. Если вихри закреплены на неоднородностях материала (п и и н и н г), то критич. ток определяется равекствои силы Лоренца и силы пиининга, удерживающей вихрь. Неоднородности материала можно создавать искусств венно, повышая тем самым критич. ток пииииига. Материалы с большим критич. током пииииига (до 10* А/см2) иаз. жёсткими сверхпроводниками. Такие материалы используются для изготовления сильных сверхпроводящих магнитов.
Лит.: Сан Шам Д., Сарма Г., Томас Е. Caepi* проводимость второго рода, пер. с англ.. М., 1970; к е м белл А., Ивете Дж. Критические токи в сеерхправодявЬ ках, пер. с англ., М., 1975; Горьков Л. П., Kofr
нин Н. Б., Движение вихрей и электросопротивление сверіі проводников второго рода в магнитном поле, «УФН», 1975: т. 116, в. 3. с. 413. Н. Б. Honnmt
СВЕРХПРОВОДНИКА ПЕРВОГО РОДА — сверхпроводящие материалы, составляющие один из двух классов, на к-рые подразделяются все сверхпроводники в за| висимостк от их поведения в маги. поле. Цилиндр ИЗ С. п. р., помещённый в продольное магн. поле с напряжённостью Я, меньшей термодинамич. критич. поля Hc (см. Критическое магнитное поле)у обнаруживает полный Мейснера эффект (если образец ие имеет неоднородностей), в отличие от сверхпроводников второгй рода, у к-рых наблюдается неполный эффект Мейсиера в определённом интервале магн. полей. При увеличении маги, поля выше Hc цилнидр из С. п. р. полностью переходит в нормальное состояние. Если образец ив С. п. р. имеет произвольную форму, то при помещении его в магн. поле вблизи нек-рых участков поверхности образца напряжённость Я может оказаться больше Hc (см. Размагничивание), в то время как вблизи др. участков поверхности H < Hc. В таком случае образуется структура с чередующимися нормальными и сверхпроводящими областями (доменами) — т. н. промежуточное состояние. Интервал магн. полей, в к-ром реализуется промежуточное состояние С. п. р., зависит от формы образца и его ориентации относительно магн. поля. В пластине, помещённой в маги, поле* перпендикулярное её поверхности, промежуточное состояние реализуется в интервале 0 < Я < Hc; для шара этот интервал 2/3Яс < Я < Яс; своеобразное промежуточное состояние реализуется в цилиндрич. проволоке, несущей ток, такой, что создаваемое им маги, поле иа поверхности превышает Hc. На границе нормальной и сверхпроводящей областей магн. поле затухает в глубь сверхпроводящего домена иа расстоянии порядка глубины проникновения а сверхпроводящий параметр порядка восстанавливается на длине когерентности е (см. Сверхпроводимость). Доменная граница имеет положительную поверхностную энергию в отличие от С. 2-го рода, у к-рого она отрицательна. Микроскоппч. параметром, определяющим принадлежность сверхпроводников к 1-му или 2-му роду, является
