Влияние поверхности и размеров образца на структуру смешанного состояния сверхпроводников второго рода

• Автор: Погосов, Вальтер Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Долгопрудный
• Количество страниц: 148 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

Глава 2. Намагниченность сверхпроводников второго рода. Вариационный метод

2.1 Введение

2.2 Приближение Вигнера-Зейтца

2.2.1 Основные уравнения

2.2.2 Вариационный подход

Вычисление локальных характеристик

2.2.3 Вычисление намагниченности. Сравнение теории с экспериментом

2.3 Модель Гао-Клема

2.3.1 Анализ модели Гао-Клема
2.3.2 Намагниченность в небольших полях
2.4 Выводы
Приложение
Глава 3. Вихревые структуры и фазовые переходы в мезоскопических сверхпроводящих цилиндрах
3.1 Введение
3.2 Теория Гинзбурга-Ландау для мезоскопического цилиндра
3.3 Фазовые диаграммы и намагниченность
3.4 Нижнее критическое поле
3.5 Выводы

Глава 4. Первые интегралы уравнений Гинзбурга-Ландау и мейсснеровское состояние в сверхпроводниках с нетривиальной симметрией параметра порядка
4.1 Введение
4.2 Первые интегралы уравнений Гинзбурга-Ландау
4.3 Поверхностный барьер
4.3.1 Изотропные сверхпроводники
4.3.2 Сверхпроводники
со смешанной симметрией спаривания
4.4 Заключение
Глава 5. Колебательный вклад в динамическую магнитную проницаемость
5.1 Введение
5.2 Теория
5.3 Обсуждение результатов,
сравнение теории с экспериментом
5.4 Заключение
Приложение
Выводы
Литература
Список печатных работ автора по теме диссертации

Введение
В промежутке между нижним и верхним критическими ПОЛЯМИ в сверхпроводниках второго рода существуют вихревые структуры. Изучение свойств вихревых структур является в настоящей момент одной из наиболее актуальных проблем физики сверхпроводимости. Эта задача представляется интересной как с точки зрения теории, так и приложений, поскольку именно свойства вихрей определяют токонесущую способность сверхпроводников второго рода.
Исследованию вихревых структур посвящено большое число как экспериментальных, так и теоретических работ. Среди ряда стоящих в этой области проблем особую актуальность представляет изучение сверхпроводников нанометровых и микрометровых размеров (мезоскопические образцы), экспериментальное исследование которых стало возможным благодаря недавним впечатляющим достижениям нанотехнологии. Свойства таких образцов значительно отличаются от свойств массивных сверхпроводников, в частности, существенно усложняется фазовая диаграмма. Помимо этого, в настоящее время ведётся активная дискуссия о симметрии параметра порядка в высокотемпературных сверхпроводниках. Проведенные экспериментальные исследования дают неоднозначные результаты: одни из них свидетельствуют в пользу ^-симметрии параметра порядка, другие - в пользу «-симметрии, а третьи - в пользу смешанной симметрии. Вопрос все еще остается открытым. Магнитные характеристики сверхпроводников с нетривиальной симметрией параметра порядка, а также структура смешанного состояния отличны от случая обычных «-сверхпроводников. Хотя свойства мезоскопических образцов и сверхпроводников с нетривиальной симметрией параметра порядка широко изучаются в литературе, в настоящее время имеется целый ряд нерешенных задач. Так, до сих пор анализировались, в основном, свойства

открытым. Неясно также, если всё же параметр порядка в ВТСП имеет основную <7-компоненту (что считают доказанным значительное количество специалистов), то какова симметрия добавочной компоненты? В разных статьях рассматриваются возможности реализации в ВТСП различных вариантов симметрии спаривания. В соответствии с этим смешанные состояния обозначаются как <7 + <7Т1,, я + с1 и с/+5г,,-
лу ху
Очевидно, что теория Гинзбурга-Ландау для случая сверхпроводника со смешанным параметром порядка должна быть модифицирована, что было проделано в ряде работ (см. например [124-127]). Магнитные свойства сверхпроводников <7-типа обладают рядом особенностей по сравнению со свойствами сверхпроводников с 5~ симметричным параметром порядка [124-127]. В частности, существенно изменяется структура единичного вихря [124], а также свойства вихревой решетки в целом [124-127]. Параметр порядка для сверхпроводника со смешанной симметрией имеет две компоненты, которые по-разному изменяются в пространстве. Так, единичный вихрь в 5 Г <7 или а! + с1п. сверхпроводнике имеет следующую структуру. Пространственное
распределение (/-компоненты параметра порядка аналогично структуре вихря в обычном сверхпроводнике. Распределение же добавочной компоненты гораздо сложнее. В £ + (/-сверхпроводнике вокруг (7-вихря расположены четыре сателлитных .г-вихря с закручиванием фазы в противоположную (/-вихрю сторону [128]. Контурная карта вихря с (с! + с1ху (-симметричным параметром порядка является не четырехлепестковой, а
восьмилепестковой [128]. Примеры таких вихревых структур представлены на Рис. 6. На Рис. 6 (а) и (в) изображены добавочные 5 и с1ху-компоненты в (.? + (/) и (с1 + с/ху)
сверхпроводниках, соответственно. На Рис. 6 (б) и (г) эти же компоненты изображены в большем масштабе в непосредственной близости к центру вихря. В орторомбической фазе сверхпроводника (возникающей вследствие дисторсии тетрагонального кристалла)