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 k100-200! 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, Нс2Фо/p2 Магнитное поле Н, при котором появляется сопротивление R0, 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