Критические параметры сверхпроводников

Допустим, что именно токи разрушают сверхпроводящее состояние. При этом неважно, подан ли ток от электросети или наведен магнитным полем. Чтобы сверхпроводимость какой-то точки сохранялась, плотность суммарного тока в ней не должна превысить критической величины, присущей данному материалу.

Здесь следует упомянуть о той частой и практически важной ситуации, когда образец может расслоиться на чередующиеся зоны разной электропроводности. Такое состояние, называемое промежуточным, можно получить искусственно, создавая в образце неоднородное поле, по величине в одних точках выше, а в других - ниже критического значения. Того же эффекта можно добиться естественным способом за счет выбора определенной геометрии образца. Так, на экваторе сверхпроводящей сферы сумма внешнего и собственного (за счет наведенных токов) полей может превысить критическое значение, хотя на полюсах сверхпроводимость сохранится.

Ключевые параметры: является критический ток (I_c) или плотность критического тока (J_c). Его значение представляет собой величину постоянного незатухающего электрического тока в сверхпроводнике, выше которого образец возвращается в нормальное (несверхпроводящее состояние). Третьим критическим параметром является напряженность приложенного магнитного поля (H_c) или магнитная индукция (B_c), при превышении которой восстанавливается электрическое сопротивление сверхпроводника, и он снова становится несверхпроводящим. Существует также целый ряд других важных сверхпроводящих параметров, определяющих явление сверхпроводимости и поведение сверхпроводящего материала. Различают низкотемпературную, высокотемпературную и комнатную сверхпроводимость

51. Явление сверхпроводимости и его теоретическое объяснение. Сверхпроводники I-го и II-го рода.

Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Сверхпроводимость — квантовое явление, которое характеризуется также эффектом Мейснера, заключающимся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Сверхпроводимость является следствием объединения макроскопического числа электронов проводимости в единое квантово-механическое состояние. Особенностью связанных в такой ансамбль электронов является то, что они не могут обмениваться энергией с решёткой малыми порциями, меньшими, чем их энергия связи в ансамбле. Это означает, что при движении электронов в кристаллической решётке не изменяется энергия электронов, и вещество ведёт себя как сверхпроводник с нулевым сопротивлением. Квантово-механическое рассмотрение показывает, что при этом не происходит рассеяния электронных волн на тепловых колебаниях решётки или примесях. А это и означает отсутствие электрического сопротивления. Такое объединение частиц невозможно в ансамбле фермионов. Оно характерно для ансамбля тождественных бозонов. То, что электроны в сверхпроводниках объединены в бозонные пары, следует из экспериментов по измерению величины кванта магнитного потока, который «замораживается» в полых сверхпроводящих цилиндрах. Поэтому уже в середине прошлого века основной задачей создания теории сверхпроводимости стала разработка механизма спаривания электронов. Первой теорией, претендующей на микроскопическое объяснение причин возникновения сверхпроводимости, была БКШ (теория Бардина — Купера — Шриффера). При создании своей теории авторы опирались на изотопический эффект, то есть влияние массы изотопа на критическую температуру сверхпроводника. Считалось, что его существование прямо указывает на формирование сверхпроводящего состояния за счет работы фононного механизма.

Дата добавления: 2015-10-02