Вихри Абрикосова

Вихрь Абрикосова (англ. Abrikosov vortex) — вихрь сверхпроводящего тока (сверхтока), циркулирующий вокруг нормального (несверхпроводящего) ядра (нити вихря), индуцирующий магнитное поле с магнитным потоком, эквивалентным кванту магнитного потока.^[1]

А. А. Абрикосовым в 1957 году в своей работе «О магнитных свойствах сверхпроводников второй группы» было теоретически показано, что проникновение магнитного поля в сверхпроводник 2 рода происходит в виде квантованных вихревых нитей (такая система энергетически «выгодна»). Каждая такая нить (вихрь) имеет нормальную (несверхпроводящую) сердцевину с радиусом порядка длины когерентности сверхпроводника ξ. Вокруг этого нормального цилиндра в области с радиусом порядка глубины проникновения магнитного поля λ течет вихревой незатухающий ток куперовских пар (сверхток), ориентированный так, что создаваемое им магнитное поле направлено вдоль нормальной сердцевины, т. е. совпадает с направлением внешнего магнитного поля. При этом каждый вихрь несет один квант потока .^[1]

Описание

В теории сверхпроводимости вихрями Абрикосова называют вихри сверхтока в сверхпроводниках второго рода. Сверхток циркулирует вокруг нормального (несврехпроводящего) домена, представляющего собой цилиндр, вытянутый вдоль направления внешнего магнитного поля, образуя вихрь. Радиус основания этого цилиндра определяется длиной когерентности (один из основных параметров теории Гинзбурга-Ландау). Сверхток исчезает в домене на расстоянии порядка (Лондоновской длины проникновения от края — характерный параметр для каждого конкретного сверхпроводящего материала). Циркулирующий сверхток порождает магнитное поле, величина которого определяется квантом магнитного потока . Поэтому вихри Абрикосова называют иногда флюксонами.

Распределение магнитного поля в одиночном вихре на расстоянии, большем характерного размера ядра определяется соотношением:

$B(r) = \frac{\Phi_0}{2\pi\lambda^2}K_0\left(\frac{r}{\lambda}\right) \approx \sqrt{\frac{\lambda}{r}} \exp\left(-\frac{r}{\lambda}\right),$

где — функция Бесселя нулевого порядка. При поле определяется следующим соотношением:

$B(0)\approx \frac{\Phi_0}{2\pi\lambda^2}\ln\kappa,$

где κ = λ/ξ — известный параметр теории Гинзбурга-Ландау, который должен удовлетворять соотношению в сверхпроводниках второго рода.

Вихри, проникнув в сверхпроводник, располагаются друг от друга на расстоянии порядка , образуя в поперечном сечении правильную треугольную решётку, возникает так называемое смешанное состояние. При увеличении внешнего магнитного поля плотность вихрей становится настолько большой, что расстояние между ближайшими вихрями становится порядка , вихри соприкасаются своими нормальными областями и происходит фазовый переход второго рода сверхпроводника в нормальное состояние.

См. также

Примечания

↑ Вихрь Абрикосова в словаре нанотехнологичных терминов. РОСНАНО. Проверено 26 ноября 2011.

Литература

Абрикосов А. А., О магнитных свойствах сверхпроводников второй группы, «ЖЭТФ», 1957, т. 32, с. 1442;
Сан Жам Д., Сарма Г., Томас Е., Сверхпроводимость второго рода, пер. с англ., М., 1970. Н. Б. Копнин.

Ссылки

Козлов В. А., Самохвалов А. В. Замкнутые вихри Абрикосова в сверхпроводниках второго рода. Архивировано из первоисточника 14 мая 2012.
Гл. ред. А.М. Прохоров Решетка вихрей Абрикосова. — Физическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 389 с.

Sud-mal.ru

МОУ СОШ

Новости