Кинетика фазовых переходов нормальный металл-сверхпроводник

• Автор: Сорокин, Никита Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 206 c. : ил

Основные условные обозначения

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Термодинамика метастабильных состояний в сверхпроводниках первого рода

1.2. Ранние эксперименты по изучению метастабильных состояний в сверхпроводниках первого рода
1.3. Экспериментальное изучение состояний магнитного перегрева и магнитного переохлаждения сверхпроводников первого рода

1.3.1. Цилиндрические образцы

1.3.2. Тонкие сверхпроводящие пластины и пленки

1.3.3. Сферические образцы

1.4. Основные результаты кинетической теории зародыше-

. образования

1.5. Постановка задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
2.1. Система криостатирования
2.2. Магнитная система
2.3. Система измерения времен жизни метастабильных состояний в сверхпроводниках первого рода
2.4. Погрешность результатов измерений
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Методика измерения времен существования метастабильных состояний в сверхпроводниках первого рода

3.2. Изотермичность образца
3.3. Стабильность и воспроизводимость параметров магнитного поля
3.4. Форма и параметры останавливающего импульса
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СРЕДНИХ ВРЕМЕН ЖИЗНИ МЕТАСТАБШГЬНЫХ СОСТОЯНИЙ В СВЕРХПРОВОДНИКАХ ПЕРВОГО РОДА
4.1. Сведения об исследованных образцах
4.2. Первичные экспериментальные результаты
4.3. Влияние внешних факторов на средние времена жизни метастабильных состояний в сверхпроводниках первого рода
4.4. Анализ функции распределения времен ожидания фазового перехода в сверхпроводниках первого рода
4.5. Анализ результатов измерений
5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
(г - термодинамический потенциал Гиббса
Р - свободная энергия Гельмгольца
Т - температура
Тс ~ критическая температура сверхпроводника 5 - энтропия
q - теплота фазового перехода
- магнитная проницаемость
Н - напряженность магнитного поля
Не - напряженность критического термодинамического магнитного поля
Нас - граница существования переохлажденной по магнитному полю нормальной фазы НйЬ - граница существования перегретой по магнитному полю сверхпроводящей фазы ДСг « высота энергетических барьеров для фазовых превращений
эе - параметр теории Гинзбурга-Ландау
Д - глубина проникновения магнитного поля в сверхпроводник
| - длина когерентности
д - энергетическая щель сверхпроводника
а - размер, характеризующий полутолщину или радиус образца
7 - частота (скорость) зародышеобразования
1сг - стационарная частота зародышеобразования
- энергия образования критического зародыша

В работе [25і] указывается, что для точного описания кинетики фазового перехода первого рода необходимо учитывать релаксацию системы из исходного состояния в рассматриваемое МС состояние. Такая релаксация может быть связана как с реализацией нестабильного состояния с большим временем релаксации, так и с последовательными переходами системы через ряд промежуточных МС состояний.
В работах [25,26,108,219-226,230-234,250] развивается теория гомогенного зародышеобразования в применении к фазовым переходам в сверхпроводниках. Так, в работе [26] рассмотрение распада МС состояний в сверхпроводнике проводится аналогично конденсации пересыщенного пара. Однако наличие неопределенных коэффициентов затрудняет сравнение теории с экспериментом, не позволяет выполнить численные оценки.
Лондон [б] считает, что распад МС состояний при фазовых переходах НМ - СП идет через образование капель СПФ или НФ. Була-шевич [252] утверждал, что зародыш СП фазы имеет сферическую форму с критическим радиусом
(1.32)
где ОЬ - поверхностная энергия. Согласно [2,25], работа образования такого зародыша равна:
(1.33)
где Б2 - площадь поверхности зародыша.
В работе [253] рассмотрен случай, когда форма критического зародыша изменяется в зависимости от величины внешнего поля (для