Решётка линий потока в сверхпроводниках
The flux-line lattice in superconductors
1995-11-01
SCID: 54.1/qju3vnpe
Discuss with AI
вихри Абрикосоватеория Гинзбурга–Ландаутеория Лондонарешётка вихревых линийвысокотемпературные сверхпроводники
Figures from the paper
Abstract (AI)
Магнитный поток может проникать в сверхпроводник II типа в форме вихрей Абрикосова, также называемых линиями потока, трубками потока или флюксонами; каждый из них несёт квант магнитного потока φ₀ = h/2e. Эти малые вихри сверхтока стремятся образовать треугольную решётку линий потока (РЛП), которая в большей или меньшей степени возмущается неоднородностями материала, закрепляющими линии потока, а в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) — также тепловыми флуктуациями. Многие свойства РЛП хорошо описываются феноменологической теорией Гинзбурга–Ландау или электромагнитной теорией Лондона, в которой сердцевина вихря рассматривается как сингулярность. В сплавах Nb и ВТСП РЛП очень мягкая главным образом из-за большой глубины проникновения магнитного поля λ. Модуль сдвига РЛП равен c₆₆ ~ 1/λ², а модуль наклона c₄₄(k) ~ (1 + k²λ²)⁻¹ является дисперсионным и становится очень малым при коротких длинах волн искажений 2π/k ≪ λ. Эта мягкость ещё более усиливается выраженной анизотропией и слоистой структурой ВТСП, которые значительно увеличивают глубину проникновения для токов вдоль оси c этих почти одноосных кристаллов и могут даже приводить к расцеплению двумерных вихревых решёток в слоях Cu–O. Тепловые флуктуации и размягчение могут вызвать «плавление» РЛП и термоактивированный срыв закрепления линий потока или двумерных «блинных вихрей» в слоях. Для РЛП в слоистых ВТСП предсказываются различные фазовые переходы. Несмотря на достижение больших сил закрепления и высоких критических токов, малая энергия срыва закрепления пока препятствует применению ВТСП в качестве проводников при высоких температурах, за исключением случаев, когда приложенный ток и окружающее магнитное поле невелики.
Key Findings
1
Вихри Абрикосова в сверхпроводниках второго рода обычно образуют треугольную решётку линий потока, причём каждый вихрь несёт один квант магнитного потока.
2
Анизотропия и слоистая структура высокотемпературных сверхпроводников дополнительно размягчают решётку и могут вызвать разобщение двумерных решёток вихрей-панкет в слоях Cu–O.
3
Теории Гинзбурга–Ландау и Лондона описывают многие свойства решётки линий потока, однако неоднородности материала и тепловые флуктуации нарушают её структуру.
4
Решётка линий потока особенно мягкая в сплавах ниобия и высокотемпературных сверхпроводниках: её модуль сдвига масштабируется как 1/λ², а модуль наклона резко уменьшается на коротких длинах волн.
5
Тепловые флуктуации и размягчение решётки могут приводить к её плавлению или термоактивированному отрыву вихрей от центров закрепления, ограничивая применение высокотемпературных сверхпроводников в проводниках при высоких температурах.
Research Object
треугольная решётка магнитных потоковых линий (решётка вихрей Абрикосова) в сверхпроводниках II рода, включая сплавы Nb и слоистые высокотемпературные сверхпроводники
Research Subject
упругая мягкость решётки, её анизотропия, плавление под действием тепловых флуктуаций, отрыв вихрей от центров пиннинга, связанные фазовые переходы и ограничения токопереноса
Publication Details
Publication Date
1995-11-01
Journal
Publisher
ISSN
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest