Замкнутые вихри Абрикосова в сверхпроводниках второго рода

• Автор: Тихомиров, Илья Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Линейные вихри Абрикосова при Т > 0. Плавление решётки вихрей Абрикосова

1.1. Введение

1.2 Линейный вихрь Абрикосова

1.3 Решётка вихрей Абрикосова

1.4 Плавление решётки вихрей Абрикосова

1.5 Замкнутый вихрь Абрикосова

1.6 Постановка задачи

Глава 2 Механизмы образования замкнутых вихрей Абрикосова

2.1. Введение
2.2. Тепловой механизм образования замкнутых вихрей Абрикосова34
2.3. Образование замкнутых вихрей из линейных вихрей
2.4. Балансные уравнения
2.5. Обсуждение результатов
Глава 3 Динамика замкнутых вихрей Абрикосова
3.1. Введение

3.2. Замкнутый вихрь как решение нестационарного уравнения
Гинзбурга-Ландау
3.3. Взаимодействие замкнутых вихрей с линейными вихрями
3.4. Обсуждение результатов
Глава 4 Влияние замкнутых вихрей Абрикосова на
разрушение сверхпроводимости
4.1. Введение
4.2. Теплоёмкость сверхпроводника с замкнутыми вихрями
Абрикосова
4.3. Пиннинг замкнутых вихрей Абрикосова
4.4. Обсуждение результатов
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность работы
В последние годы область применимости сверхпроводников второго рода существенно расширилась, это связано с широкими возможностями их применения в современной электронике и энергетике. В связи с этим усилились и исследования смешанного состояния сверхпроводников второго рода. Токонесущие и магнитные характеристики таких сверхпроводников, определяющие перспективы их практического использования, в значительной степени зависят от наличия в образцах вихрей и их взаимодействия с пространственными неоднородностями материала.
Открытие новых высокотемпературных сверхпроводников показало, что они относятся к сверхпроводникам второго рода. Известно, что ВТСП материалы обладают высокой степенью анизотропии и в отличие от большинства обычных сверхпроводников, в случае ВТСП тепловыми флуктуациями вблизи фазового перехода пренебрегать нельзя. До сих пор не создано последовательной теории фазового перехода в магнитном поле, которая бы учитывала все флуктуационные эффекты, возникающие в этой области. Образование замкнутых вихрей Абрикосова относится к эффектам такого рода.
Замкнутые вихри начинают влиять на сверхпроводящие свойства при значительно меньшей температуре, чем температура, при которой сверхпроводимость разрушается чисто флуктуационпым образом. Существующая на данный момент теория плавления решётки вихрей Абрикосова не включает в себя замкнутые вихри. В связи с этим исследование замкнутых вихрей является весьма актуальной задачей.

Предположим, что в сверхпроводнике возникла такая флуктуация, её энергию можно представить как разность свободных энергий сверхпроводника с флуктуацией и без неё. Также будем считать, что сама флуктуация слабо изменяет величину модуля параметра порядка, поэтому энергию флуктуации будут определять только члены, связанные с магнитным полем и током, а именно
— Fsf FSa ~ J

8 7Z
( т
2 e2ns

dV, (2.1)
где ns - концентрация сверхпроводящих носителей, интегрирование производится по всему объёму сверхпроводника. Магнитное поле связано с током флуктуации, поэтому его всегда можно выразить через ток. Более того, вклад магнитного поля в энергию флуктуации оказывается равным вкладу тока, поэтому окончательно энергия флуктуации запишется в виде:
bFs=-¥-lldV. (2.2)
е п J

Считая ток однородно распределенным по объёму флуктуации, вычислим энергию, приходящуюся на одну сверхпроводящую частицу, участвующую в флуктуации:

с2-3)
где Аг,- - число сверхпроводящих частиц, участвующих в флуктуации. Поскольку природа флуктуации связана с тепловым движением частиц, примем эту энергию равной кТ, т. е.:
£s =~T~rJs = FT (2-4)
е nZ