Абрикосовый вихрь

В сверхпроводимости флаксон (также называемый вихрем Абрикосова или квантовым вихрем ) представляет собой вихрь сверхтока в сверхпроводнике II рода , используемый Алексеем Абрикосовым для объяснения магнитного поведения сверхпроводников II рода. ^{[ 2 ]} Вихри Абрикосова в общем случае встречаются в Гинзбурга – Ландау теории сверхпроводимости .

Обзор

Решение представляет собой комбинацию раствора Fluxon от Fritz London , ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} в сочетании с концепцией ядра квантового вихря Ларса Онсагера . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

В квантовом вихре _{сверхток} циркулирует вокруг нормального (т.е. несверхпроводящего) ядра вихря. Ядро имеет размер $\sim \xi$ — длина сверхпроводящей когерентности (параметр теории Гинзбурга–Ландау ). Сверхтоки затухают на расстоянии около $\lambda$ ( Лондонская глубина проникновения ) от ядра. Отметим, что в сверхпроводниках второго рода $\lambda >\xi /{\sqrt {2}}$ . Циркулирующие сверхтоки индуцируют магнитные поля с общим потоком, равным одному кванту потока. $\Phi _{0}$ . Поэтому вихрь Абрикосова часто называют флаксоном .

Распределение магнитного поля одиночного вихря вдали от его ядра можно описать тем же уравнением, что и в флюксоиде Лондона ^{[ 3 ]} ^{[ 4 ]}

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),

^{[ 7 ]}

где $K_{0}(z)$ нулевого порядка — функция Бесселя . Отметим, что согласно приведенной выше формуле при $r\to 0$ магнитное поле $B(r)\propto \ln(\lambda /r)$ , т.е. логарифмически расходится. В действительности для $r\lesssim \xi$ поле просто задается формулой

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

где κ = λ/ξ известен как параметр Гинзбурга–Ландау, который должен быть $\kappa >1/{\sqrt {2}}$ в сверхпроводниках второго рода .

Вихри Абрикосова могут быть захвачены в сверхпроводнике II рода случайно, на дефектах и т. д. Даже если изначально в сверхпроводнике II рода вихрей нет и приложено магнитное поле $H$ больше нижнего критического поля $H_{c1}$ (но меньше верхнего критического поля $H_{c2}$ ), поле проникает в сверхпроводник в виде вихрей Абрикосова. Каждый вихрь подчиняется квантованию магнитного потока Лондона и несет один квант магнитного потока. $\Phi _{0}$ . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Вихри Абрикосова образуют решетку, обычно треугольную, со средней плотностью вихрей (плотностью потока), примерно равной внешне приложенному магнитному полю. Как и в других решетках, дефекты могут образовываться в виде дислокаций.

См. также

Ссылки

^ Уэллс, Фредерик С.; Пан, Алексей Васильевич; Ван, К. Реншоу; Федосеев Сергей А.; Хильгенкамп, Ганс (2015). «Анализ низкопольного изотропного вихревого стекла, содержащего вихревые группы в тонких пленках YBa ₂ Cu ₃ O _7-x , визуализированных с помощью сканирующей СКВИД-микроскопии» . Научные отчеты . 5 : 8677. arXiv : 1807.06746 . Бибкод : 2015NatSR...5E8677W . дои : 10.1038/srep08677 . ПМЦ 4345321 . ПМИД 25728772 .
^ Абрикосов, А.А. (1957). «Магнитные свойства сверхпроводящих сплавов». Журнал физики и химии твердого тела . 2 (3): 199–208. Бибкод : 1957JPCS....2..199A . дои : 10.1016/0022-3697(57)90083-5 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Лондон, Ф. (1 сентября 1948 г.). «К вопросу молекулярной теории сверхпроводимости». Физический обзор . 74 (5): 562–573. Бибкод : 1948PhRv...74..562L . дои : 10.1103/PhysRev.74.562 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Лондон, Фриц (1961). Сверхтекучие жидкости (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Дувр.
^ Онсагер, Л. (март 1949 г.). «Статистическая гидродинамика» . Новый вызов . 6 (С2): 279–287. Бибкод : 1949NCim....6S.279O . дои : 10.1007/BF02780991 . ISSN 0029-6341 . S2CID 186224016 .
^ Фейнман, Р.П. (1955), Глава II. Применение квантовой механики к жидкому гелию , Прогресс в физике низких температур, том. 1, Elsevier, стр. 17–53, номер документа : 10.1016/s0079-6417(08)60077-3 , ISBN. 978-0-444-53307-4 , получено 11 апреля 2021 г.
^ де Женн, Пьер-Жиль (2018) [1965]. Сверхпроводимость металлов и сплавов . Аддисон Уэсли Паблишинг Компани, Инк. с. 59. ИСБН 978-0-7382-0101-6 .

[1] Уэллс, Фредерик С.; Пан, Алексей Васильевич; Ван, К. Реншоу; Федосеев Сергей А.; Хильгенкамп, Ганс (2015). «Анализ низкопольного изотропного вихревого стекла, содержащего вихревые группы в тонких пленках YBa ₂ Cu ₃ O _7-x , визуализированных с помощью сканирующей СКВИД-микроскопии» . Научные отчеты . 5 : 8677. arXiv : 1807.06746 . Бибкод : 2015NatSR...5E8677W . дои : 10.1038/srep08677 . ПМЦ 4345321 . ПМИД 25728772 .

[2] Абрикосов, А.А. (1957). «Магнитные свойства сверхпроводящих сплавов». Журнал физики и химии твердого тела . 2 (3): 199–208. Бибкод : 1957JPCS....2..199A . дои : 10.1016/0022-3697(57)90083-5 .

[:0-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с Лондон, Ф. (1 сентября 1948 г.). «К вопросу молекулярной теории сверхпроводимости». Физический обзор . 74 (5): 562–573. Бибкод : 1948PhRv...74..562L . дои : 10.1103/PhysRev.74.562 .

[:1-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Лондон, Фриц (1961). Сверхтекучие жидкости (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Дувр.

[5] Онсагер, Л. (март 1949 г.). «Статистическая гидродинамика» . Новый вызов . 6 (С2): 279–287. Бибкод : 1949NCim....6S.279O . дои : 10.1007/BF02780991 . ISSN 0029-6341 . S2CID 186224016 .

[6] Фейнман, Р.П. (1955), Глава II. Применение квантовой механики к жидкому гелию , Прогресс в физике низких температур, том. 1, Elsevier, стр. 17–53, номер документа : 10.1016/s0079-6417(08)60077-3 , ISBN. 978-0-444-53307-4 , получено 11 апреля 2021 г.

[7] де Женн, Пьер-Жиль (2018) [1965]. Сверхпроводимость металлов и сплавов . Аддисон Уэсли Паблишинг Компани, Инк. с. 59. ИСБН 978-0-7382-0101-6 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]