Физика / Реферат: Сверхпроводники

Реферат: Сверхпроводники

В_рез =2B_а +(1/(2  R))  ₀ .

Здесь значение 2В_a на образующей цилиндра получено для коэффициента размагничивания u_м =1/2.

Зависимость критического тока от внешнего поля В_a можно определить из уравнения:

I_с =(2  R)/  ₀ (B_с -2B_а ).

График ее представлен на рис.4

рис.4 Зависимость критического тока от внешнего магнитного поля, перпендикулярного проволоке.

I₀

0,5В_c B_с B_а

Процесс нарушения сверхпроводимости в массивных образцах при достижении критической силы тока происходит с образованием промежуточного состояния. Структура его для цилиндрического образца представлена на рис.5. При включении внешнего магнитного поля происходит его наложение на круговое поле тока, в результате чего геометрия межфазных границ между сверхпроводящими и нормальными областями значительно усложняется.

В конце разговора о сверхпроводниках первого рода отметим, что низкие критические параметры делают практически невозможным их техническое использование.

рис.5 Структура промежуточного состояния проволоки, несущей критический ток.

Сверхпроводники второго рода. Принципиальное отличие сверхпроводника второго рода от сверхпроводника первого рода начинает проявляться в тот момент, когда магнитное поле на поверхности достигает значения В_c1 . При этом сверхпроводник переходит в смешанное состояние. Проникновение магнитного поля в объем сверхпроводника приводит к тому, что в этих условиях транспортный ток распределяется равномерно по всему сечению, не занятому вихревыми нитями. Таким образом, в отличие от сверхпроводников 1 рода, в которых ток протекает по тонкому поверхностному слою, в сверхпроводники 11 рода транспортный ток проникает во всем объеме.

Известно, что между током и магнитным полем всегда существует сила взаимодействия, которую называют силой Лоренса. Применительно к смешанному состоянию сверхпроводника эта сила будет действовать между абрикосовскими вихрями и транспортным током. Возможности транспортного перераспределения тока ограничены конечными размерами проводника, и, следовательно, под действием силы Лоренса вихревые нити должны перемещаться.

Для описания особенностей поведения сверхпроводников в магнитном поле проанализируем термодинамику образования поверхностей раздела между сверхпроводящей и нормальной фазами. В нормальной области ВB_c , в сверхпроводящей спадает до нуля на глубине порядка  (рис.3). В нормальном состоянии плотность сверхпроводящих электронов равна нулю, в то время, как в сверхпроводнике она имеет определенную величину n_s (Т). На некотором расстоянии от границы  плотность сверхпроводящих электронов по порядку величины достигает значения, равного n_s (Т). Характеристический параметр  называют длиной когерентности, зависимость ее от температуры определяется формулой

(Т)= ₀ (T_c /(T_c -T)) ^½ ,

где ₀ зависит от свойств сверхпроводника и составляет по порядку величины 10^-6 - 10^-8 м.

рис.3 Распределение магнитного потока и плотности сверхпроводящих электронов вблизи фазовой границы.

В n_s