Лекция 13 Сверхпроводники го рода 2-

Лекция 13
Сверхпроводники
2-го рода
Граничная
(поверхностная)
энергия
Граничная
(поверхностная)
энергия
Граничная
(поверхностная)
энергия
поверхностная энергия
>0
Величина этой
поверхностной энергии
(на единицу площади)
H
(ξ λ)
~
8π
c
вблизи поверхности раздела фаз
(из-за )
Явления «перегрева» и
«переохлаждения»
«Переохлаждение»:
N-фаза в поле H1<Hc
Вводят коэффициент
Sl=Hl/Hc
Sl=
«Перегрев»: СП фаза в полях H>Hc.
Sh=Hh/Hc=1.17.
Здесь Hh – поле перегрева.
0.9 Sn

0.02 Al (!)
Отрицательная
поверхностная энергия
>>
Поле не лезет в СП
<<
Поле меняется уже в СП
Отрицательная
поверхностная энергия
В промежутке между Gn и Gs(0)-максимальной (справа) тоже Gs(0). Но
там эф<o, т.е. Hcэф<Hc.
Отрицательная
поверхностная энергия
H
~ (ξ λ) >0
8π
c
СП 1-го рода
рода
~ H (ξ λ) <0!
8π
На единицу площади
СП 2-го
c
Смешанное состояние
сверхпроводников 2-го рода.
Вихри Абрикосова
СП-2 в Н разбивается
на сверхпроводящие (s)
и нормальные (n)
чередующиеся области
Число n-областей
определяется
приложенным
полем Н
Структура вихря
Вид сверху
Магнитное поле Н, при котором в образец входит первый вихрь,
называется нижним (или первым) критическим полем Нс1
Взаимодействие вихрей
Решетка вихрей
1. Параметр Г-Л:
k=/.
Критерий сверхпроводимости 2 рода:
k<1/2 СП 1-го рода,
k>1/2 СП 2-го рода.
В соединении А15 Nb3Ge k=30-40! В ВТСП соединениях k100-200!
Откуда эти соотношения? Нс2=2×kНс (Абрикосов). Но в СП 2-го рода Нс2>Hc,
т.е. 2×kНс>Hc или k>1/2.
2. Вихри – это круговые токи. Они не сливаются: выгодно иметь
максимальную площадь поверхности (отрицательная поверхностная энергия).
3. Вихри (токи!) взаимодействуют друг с другом и отталкиваются друг от
друга (эквивалент <0).
4. Образуется решетка вихрей, треугольная выгоднее всего
Кривая намагничивания
сверхпроводников 2-го рода
Магнитное поле Н, при
котором в образец входит
первый вихрь,
называется нижним (или
первым) критическим
полем Нс1.
В поле Нс2 вихри «сидят» плотно,
Нс2Фо/p2
Магнитное поле Н, при
котором появляется
сопротивление R0,
называется верхним
(или вторым)
критическим полем Нс2
Кривая намагничивания
сверхпроводников 2-го рода
Может быть (А15,
ВТСП):
Нс1<<Hc
Нс2>>Hc.
Nb3GeНс2(0)³400 кЭ – гигантское поле.
ВТСП Нс2(0)=2 - 10 МЭ! Нельзя померить
Фазовая диаграмма
сверхпроводимости 2-го рода
Барьер Бина-Левингстона или
уточнение понятия Нс1
В поле Н<Hc1:
Энергия вихря всюду в СП-ке
больше нуля. Появление вихря
энергетически не выгодно
В поле Н=Hc1
Появление вихря внутри СП-ка
возможно (и выгодно). Однако
вблизи границы есть
энергетический барьер (а вихрь
входит в СП-к извне)
Барьер Бина-Левингстона или
уточнение понятия Нс1
Hs – поле Бина-Левингстона
В поле Нc1<H<Hs
В поле H>Hs
Появление вихря внутри СП-ка
энергетически выгодно. Однако
вблизи границы все еще есть
энергетический барьер
Hs – поле Бина-Левингстона. Это
поле, когда исчезает
поверхностный барьер, и вихри
свободно могут входить в СП-к