к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Промежуточное состояние сверхпроводников

Промежуточное состояние сверхпроводников - возникает в образце из сверхпроводника первого рода под действием внеш. магн. поля или магн. поля тока, протекающего по образцу. Промежуточное состояние реализуется, когда напряжённость магн. поля Н в определ. точках поверхности образца достигает величины критического магнитного поля Нс, однако при полной утрате сверхпроводящих свойств (в тех же внеш. условиях) невозможно выполнить условие H4015-75.jpgНс для всего образца. П. с. представляет собой смесь сверхпроводящих и нормальных доменов, характерный размер к-рых много меньше размеров образца. Термин "П. с." введён Р. Пайерлсом (R. Peierls, 1936). В неоднородном внеш. поле в образце могут одноврем. существовать большие области сверхпроводящей и нормальной фаз. Они обязательно разделены веществом в ромежуточном состоянии. Под действием тока, протекающего по образцу, может осуществляться т. н. динамич. промежуточное состояние, в к-ром границы раздела непрерывно движутся через образец (со скоростями 4015-76.jpg см/с), зарождаясь на одной его поверхности и исчезая на другой.

Образец в сверхпроводящем состоянии, помещённый в однородное постоянное внеш. магн. поле4015-77.jpg, искажает пространств. однородность Не. Незатухающие электрич. токи, текущие в слое толщиной4015-78.jpg0,1 мкм 4015-79.jpg- глубина проникновения)вблизи поверхности образца, полностью экранируют поле Не , так что внутри образца Н = 0 (Мейснера эффект ).Вне образца неоднородное магн. поле экранирующих токов складывается с Не, создавая картину силовых линий, огибающих образец. В качестве типичного примера рассмотрим образец в форме шара (рис. 1, а). Две точки, в к-рых вектор Не перпендикулярен поверхности шара, наз. "полюсами", а линия, вдоль к-рой Не касается поверхности шара, наз. "экватором". На поверхности образца макс. напряжённость поля Hмакс достигается на "экваторе", а мин. напряжённость Hмин - на "полюсах". В сверхпроводящем состоянии Hмин = 0, Hмакс = 3Hе/2.

Шар переходит в П. с. для значений Не, удовлетворяющих условию 2Hc/3 < Не < Hс. При этом на "полюсе" Hмин = ЗНе-2Нс, на "экваторе" Hмакс = Hс и не зависит от величины Не. Часть магн. потока проникает в образец. В объёме образца возникают чередующиеся домены нормальной (К)и сверхпроводящей (S)фаз. В нормальных доменах поле H - Нс, в сверхпроводящих - H = 0. Границы между h - S-доменами параллельны вектору Не и простираются вдоль Не на всю толщину образца. Сечение h - S-границ плоскостью, перпендикулярной Не, имеет вид извилистых линий, расположение к-рых определяется неконтролируемыми факторами. Масштаб структуры h - S-до-менов (d) в плоскости, перпендикулярной Не, зависит от величины поля. При Не4015-80.jpg0,8 Нс характерная величина4015-81.jpgгде D - диаметр шара, x - длина когерентности (см. квантовая теория). Эксперименты с оловянными шарами при D = 4 см и 4015-82.jpg = 0,3 мкм дали значение d = 0,2 мм, близкое к расчётному. Нормальные и сверхпроводящие области с размером4015-83.jpgмогут сосуществовать в равновесии только в сверхпроводниках 1-го рода, где глубина проникновения магн. поля4015-84.jpg Для сверхпроводников второго рода при H > Hc1 (Hc1 - величина 1-го критич. поля) возникает смешанное состояние, в к-ром нельзя выделить нормальные и сверхпроводящие области, т. к. характерный масштаб микроскопич. структуры смешанного состояния4015-85.jpgМакроско-пич. электродинамика П. с. использует величины напряжённости поля Нi и магн. индукции Вi, усреднённые на расстояниях L4015-86.jpgd. Hi и Bi удовлетворяют ур-ниям магнитостатики divBi = 0, rotHi = 0. На поверхности образца выполняются обычные условия непрерывности перпендикулярной компоненты В и тангенциальной компоненты Н. В П. с. силовые линии Bi || Hi - прямые, а величина Hi = Нс (усреднение по h-доменам) и не зависит от внеш. поля. Для шара в однородном внеш. поле Вi || Не (рис. 1, б), а Вi= 3Не - с достигает величины критич. поля при Не = Нс. При Не > Нс образец любой формы переходит в нормальное состояние. В отличие от обычного магнетика связь между Вi и Hi нелинейна. Роль магн. проницаемости играет величина m = Bi /Hc. В нормальном состоянии с хорошей точностью m = 1 поле становится всюду однородным: Вi = Hi = Не (рис. 1, в). Для произвольного эллипсоида вращения, помещённого в однородное внеш. поле Не, ур-ния магнетоста-тики имеют решения, выражаемые в элементарных функци-ях. При этом эллипсоид намагничен однородно, т. е. Bi = const. Если вектор Не направлен вдоль одной из осей эллипсоида, то Bi||He. П. с. возникает в диапазоне (1 - т)Нc < Не < Нс. Положительный коэф. m 8 1 зависит от отношения полуосей эллипсоида и наз. размагничивающим фактором. Величина индукции в образце Bi = Нс -(Нс - Не)/т. Для сферы фактор m =4015-88.jpg. Длинный цилиндр можно рассматривать как предельный случай сильно вытянутого эллипсоида. Для вектора Не, параллельного оси цилиндра, т = 0.


4015-87.jpg

Рис. 1. Распределение магнитного поля около сверхпроводящего шара: а - сверхпроводящее состояние; б - промежуточное состояние; в - нормальное состояние.

Поэтому в длинном цилиндре в продольном поле П. с. не возникает. При Не = Нс образец переходит из сверхпроводящего в нормальное состояние, а индукция скачком меняется от нуля до Вi = Нс. В поперечном поле размагничивающий фактор длинного цилиндра т =4015-89.jpg. Если образец имеет форму тонкой пластины, то его можно рассматривать как предельный случай сильно сплющенного эллипсоида, причём для ориентации вектора Не перпендикулярно плоской поверхности пластины т4015-90.jpg1 и диапазон П. с. О < Не < Нс начинается с очень малых полей. В этом случае Вi = Не Для эксперим. изучения структуры П. с. применялись разл. типы миниатюрных датчиков магн. поля, напр. висмутовые измерители. Для визуального наблюдения структуры h - S-областей использовалась техника декорирования ферромагн. порошками, основанная на том, что ферромагн. частицы втягиваются в область сильного поля, т. е. в места выхода S-доменов на поверхность образца (рис. 2). Наиб. мощным совр. методом, позволяющим изучать динамику движения h - S-доменов, является магнитооптический. На зеркальную поверхность образца наносится прозрачная плёнка материала с очень высоким коэф. фарадеевского вращения плоскости поляризации (см. Фарадея эффект ).Как правило, для этого используются соединения редкоземельных элементов, напр. EuS + EuF2. Линейно поляризованный свет, отражённый от образца, наблюдается через скрещенные поляроиды (см. Магнитооптика ).Участки выхода на поверхность образца S-доменов кажутся тёмными, а вблизи h-доменов, где плёнка повернет плоскость поляризации, видны светлые участки. Таким способом удаётся наблюдать даже очень сложную картину течения извилистых h - S-доменов в чистых и совершенных образцах при пропускании элек-трич. тока.

4015-91.jpg

Риc. 2. Фотография промежуточного состояния в сверхпроводящей пластине, полученная методом ферромагнитных порошков. Тёмные полосы - выход на поверхность h-доменов, светлые - S-доменов.

Литература по промежуточному состоянию сверхпроводников

  1. Линтон Э. А., Сверхпроводимость, пер. с англ., 2 изд., М.: 1971;
  2. Абрикосов А. А., Основы теории металлов, М., 1987.

И. П. Крыме

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution