Теория магнитных сверхпроводников

• Автор: Панюков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 c. : ил

ГЛАВА I. ФАЗА СОСУЩЕСТВОВАНИЯ В МАГНИТНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ

§ I. Гамильтониан взаимодействия электронов проводимости и магнитных моментов.

§ 2. Магнитный функционал Рм свободной энергии

§ 3. Теория возмущений

A. Появление неоднородной структуры и роль критических флуктуаций

Б. Образование доменной структуры (ЭБ-фазы)

B. Поверхностная энергия доменной стенки

§ 4. Уравнения Эйленбергера для определения сверхпроводящего функционала. Относительный вклад ЕХ и ЕМ механизмов в сверхпроводящий функционал

§ 5. Сверхпроводящая подсистема в области сильных

обменных полей

A. Решение для грязной магнитной структуры

Б. Решение для чистой доменной структуры
B. Решение для доменной структуры в области промежуточных концентраций примесей
§ 6. Равновесные параметры и область существования
1)2 -фазы
A. Равновесные параметры доменной структуры. . . 42 Б. Переход из фазы сосуществования в нормальную
ферромагнитную фазу РД
B. Гистереэисные явления при переходе
§ 7. Плотность энергетических состояний в])3-фазе
Глава II. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛИ И ТОКА НА СВОЙСТВА

МАГНИТНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ
§ I. Влияние магнитного поля, параллельного моментам
внутри доменов на структуру 1)5 -фазы
А. Область существования 3)5-фазы в плоскости (Н,Т).56 Б. Зависимость магнитной структуры -фазы от
параллельного поля
§ 2. Влияние поля, перпендикулярного намагниченности внутри доменов, на грязную 3)5-фазу в тонкой
пластинке
§ 3. Нижнее критическое поле Нс/ в грязной 3)3 -фазе
§ 4. Влияние тока на свойства - фазы
§ 5. Основные выводы
Глава III. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ИХ СРАВНЕНИЕ С
ТЕОРИЕЙ
§ I. Основные теоретические результаты
§ 2. Экспериментальные данные для Но(Ч0б$8
и их интерпретация
§ 3. Экспериментальные данные для Но
и их интерпретация
§ 4. Экспериментальные данные для Е^КЬ^В^
и их интерпретация
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение А. Анализ двумерных магнитных структур
Приложение Б. Влияние дефектов магнитной структуры на свойства 3)5 - фазы
ЛИТЕРАТУРА

Интерес к проблеме сосуществования сверхпроводимости и магнетизма связан с антагонистическим характером этих двух типов упорядочения. Наиболее ярко этот антагонизм проявляется в случае ферромагнитного упорядочения, и в дальнейшем мы будем рассматривать только соединения, в которых в отсутствии сверхпроводимости при низких температурах основное состояние было бы ферромагнитным.
Существуют два механизма влияния магнетизма на сверхпроводимость - электромагнитный (ЕМ) и обменный (ЕХ). Электромагнитный механизм был впервые рассмотрен Гинзбургом / I / в 1956 году, еще до создания теории ЕКШ. Гинзбург исследовал возможность сосуществования магнитной фазы с пространственно-однородным параметром порядка и сверхпроводящей фазы в сверхпроводниках первого рода. Внутри такого образца магнитная индукция равна нулю, то есть магнитное поле, индуцированное моментами, компенсируется сверхпроводящими токами, текущими по поверхности образца в слое порядка лондоновской глубины проникновения 7l . Разрушение сверхпроводимости магнитным полем локализованных моментов (ЛМ) приводит к тому, что такая фаза возможна только в исключительных случаях, когда эффект магнитного поля подавлен (в тонких пленках, в состоянии с моментом, направленным против внешнего магнитного поля), а в обычных массивных образцах конкуренция ферромагнетизма и сверхпроводимости делает их сосуществование практически невозможным.
В 1958 году Маттиас, Сулл и Коренцвит / 2 / начали экспериментальное исследование проблемы сосуществования сверхпроводимости и магнетизма в соединениях, содержащих редкоземельные магнит-

рениям Ишикавы и др. / 23 / для соединения S величина dTc^O/dK - 0,75 при X- 0. Для соединений с )( ~ Se аналогичные измерения еще не проведены, но сравнение величины 1~сс> - 6,2 К В Lu(Ho^eß С величиной 7С1 В Ко(Чс>б9е% дает о17ск)/с!х~0,7К. Величина olTcfy/dX при Х-* О позволяет оценить бец с помощью форьулы Абрикосова-Горькова 0,2 (dTc^-Vdx
и Но(Ио&е% получаем 0,15 К и 0,14 К соответственно. Используя оценцу 2/р ~ 1*8.10^ см/сек и f/tt))- 3 / 71
находим для соединения Sg ( 7с/ ~ 2,1 К) величину
1,5.10”^см и fjö й. 24 К. Экспериментальные данные Ишикавы и Фишера / 23 / относительно температурной зависимости верхнего критического поля НсгСг) около 7с/ дают ^ ъ300 А и <£«.60 А. Полученные оценки для и <£* показывают, что
рассматрива. емые образу Ho0ic>6 М0ГУТ быть описаны теорией
грязных сверхпроводников с $ /h . Используя значения
fJ[d)~ 3(«1/ )“* и 6,5 (et/)"1 / 71 / в соединениях и
Но имеем соответственно Qex*а 0,03 К и 0,35 К.
Таким образом переход НоМо^ невозможен даже при
максимальной оценке для GeK , и влияние магнитного упорядочения на сверхпроводимость здесь мало. В HoGo^ переход 7XS-* FA/ должен происходить в довольно близкой окрестности точки Тм из-за малой величины отношения Qe*V9&. . Таким образом, различие в их поведении связано в основном с различием параметров ~Го и Д((о) . Отметим, что точное определение параметра возможно из экспериментальных данных для температурной зависимости верхнего критического магнитного поля Hcz в монокристаллических образцах выше точки Тм, см./ 60 /.
В монокристаллическом образце ßjjßhcjß^ из данных для Hcz получено f)ö = 40 К и 0,87 К / 60 /, в то время как величи-