Hvirvler af Abrikosov

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 8. juli 2021; checks kræver 2 redigeringer .

Abrikosov hvirvel , Abrikosov hvirvel ( eng. Abrikosov hvirvel ) - en superledende strøm (superstrøm) hvirvel, der cirkulerer omkring en normal (ikke-superledende) kerne (hvirvel filament), inducerer et magnetfelt med en magnetisk flux svarende til et magnetisk flux kvante. [en]

Opdaget af fysikeren A. A. Abrikosov i 1957 . I hans arbejde "Om de magnetiske egenskaber af superledere i den anden gruppe" blev det teoretisk vist, at indtrængning af et magnetfelt ind i en type 2-superleder sker i form af kvantiserede hvirvelfilamenter (sådan et system er energetisk "gunstigt"). . Hvert sådant filament (hvirvel) har en normal (ikke-superledende) kerne med en radius i størrelsesordenen af superlederens kohærenslængde . Rundt om denne normale cylinder, i et område med en radius af størrelsesordenen af magnetfeltets indtrængningsdybde , flyder en hvirveludæmpet strøm af Cooper-par (superstrøm), orienteret således, at det magnetiske felt, det skaber, er rettet langs den normale kerne, det vil sige, det falder sammen med retningen af det eksterne magnetfelt. I dette tilfælde bærer hver hvirvel et fluxkvante . [en] $\xi$ $\lambda$ ${\Phi _{0}}=h/(2e)$

Beskrivelse

I teorien om superledning kaldes Abrikosov-hvirvler for superstrømhvirvler i superledere af den anden slags . Superstrømmen cirkulerer omkring et normalt (ikke-superledende) domæne, som er en cylinder strakt langs retningen af det ydre magnetfelt og danner en hvirvel. Radius af bunden af denne cylinder bestemmes af kohærenslængden (en af hovedparametrene i Ginzburg-Landau-teorien ). Superstrømmen forsvinder i domænet i en afstand af størrelsesordenen ( London penetrationsdybden fra kanten er en karakteristisk parameter for hvert bestemt superledende materiale). Den cirkulerende superstrøm genererer et magnetfelt, hvis størrelse bestemmes af den magnetiske fluxkvante . Derfor kaldes Abrikosov-hvirvler nogle gange fluxoner. $\sim \xi$ $\lambda$ $\Phi _{0}$

Fordelingen af magnetfeltet i en enkelt hvirvel i en afstand større end den karakteristiske størrelse af kernen bestemmes af forholdet:

B(r)={\frac {\Phi _{0}}{2\pi \lambda ^{2}}}K_{0}\venstre({\frac {r}{\lambda }}\right)\ ca. {\sqrt {{\frac {\lambda }{r))))\exp \left(-{\frac {r}{\lambda }}\right),

hvor er den modificerede Bessel-funktion af den anden slags orden nul. Når feltet er bestemt af følgende relation: $K_{0}(z)$ $r\lesssim \xi$

B(0)\ca. {\frac {\Phi _{0}}{2\pi \lambda ^{2}}}\ln \kappa ,

hvor er den velkendte parameter i Ginzburg-Landau teorien, som skal tilfredsstille relationen i type II superledere. $\kappa =\lambda /\xi$ $\kappa >1/{\sqrt {2}}$

Hvirvlerne, der er trængt ind i superlederen, er placeret i en afstand af størrelsesordenen fra hinanden og danner et regulært trekantet gitter i tværsnittet, den såkaldte blandede tilstand opstår. Med en stigning i det ydre magnetfelt bliver tætheden af hvirvler så stor, at afstanden mellem de nærmeste hvirvler bliver af størrelsesordenen , hvirvlerne rører deres normale områder, og en andenordens faseovergang af superlederen til normaltilstanden. opstår. $\lambda$ $\xi$

Fastgøring

Generelt set bevæger hvirvler sig i et superledende materiale, når der løber en strøm gennem det [2] . Hvirvler kan dog spontant binde sig til nanostørrelser i et materiale. Denne proces kaldes pinning , og disse inhomogeniteter kaldes pinning-centre [ 3] . Vortex-pinning forstyrrer rækkefølgen i hvirvelgitteret [4] og bidrager til bevarelsen af den superledende fase, selv når der løber meget høje strømme [5] [2] .

Se også

Noter

↑ 1 2 Soldatov Evgeny Sergeevich. Abrikosovs hvirvel i ordbogen over nanoteknologiske termer . Rosnano . Hentet 26. november 2011. Arkiveret fra originalen 12. august 2012. (ubestemt)
↑ 1 2 L. G. Aslamazov, A. A. Varlamov. Hvad er pinning? // Fantastisk fysik . - M . : Nauka, 1988. - Udgave. 63. - (Bibliotek "Quantum").
↑ Gudilin E. A., Zaitsev D. D. Pinning centre . Ordbog over nanoteknologiske termer . Hentet 21. maj 2019. Arkiveret fra originalen 25. maj 2019. (ubestemt)
↑ FE, 1988 .
↑ Superledning / V.V. Ryazanov // Great Russian Encyclopedia : [i 35 bind] / kap. udg. Yu. S. Osipov . - M . : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.

Litteratur

Abrikosov A.A. Om de magnetiske egenskaber af superledere i den anden gruppe // ZhETF, 1957, v. 32, s. 1442;
San Zham D., Sarma G., Thomas E. Superledning af den anden slags / Per. fra engelsk. N. B. Kopnin. - M., 1970.