Глубина проникновения Лондона

В сверхпроводниках глубина проникновения Лондона (обычно обозначаемая как $\lambda$ или $\lambda _{L}$) характеризует расстояние, на которое магнитное поле проникает в сверхпроводник, и становится равным $e^{-1}$ раз больше магнитного поля на поверхности сверхпроводника. Типичные значения λ _L находятся в диапазоне от 50 до 500 нм. Впервые он был выведен Гертрудидой де Хаас-Лоренцем в 1925 году, а затем Фрицем и Хайнцем Лондонами в их лондонских уравнениях (1935).

Глубина проникновения Лондона получается из рассмотрения уравнения Лондона и закона цепи Ампера . Если рассматривать сверхпроводящее полупространство , т.е. сверхпроводящее при x>0, и слабое внешнее магнитное поле B0 _, приложенное вдоль направления z в пустом пространстве x <0, то внутри сверхпроводника магнитное поле определяется выражением $$B(x)=B_{0}\exp \left(-{\frac {x}{\lambda _{L}}}\right),$$$\lambda _{L}$ можно рассматривать как расстояние, на котором магнитное поле становится $e$ раз слабее. Форма $\lambda _{L}$ этим методом обнаруживается, что $$\lambda _{L}={\sqrt {\frac {m}{\mu _{0}nq^{2}}}},$$для носителей массы заряда $m$, плотность числа $n$ и зарядить $q$.

Глубина проникновения определяется плотностью сверхтекучей жидкости , которая является важной величиной, определяющей Т _с в высокотемпературных сверхпроводниках. Если у некоторых сверхпроводников есть какой-то узел в энергетической запрещенной зоне , глубина проникновения при 0 К зависит от магнитного поля, поскольку плотность сверхтекучести изменяется под действием магнитного поля, и наоборот. Итак, точные и точные измерения абсолютной величины глубины проникновения при 0 К очень важны для понимания механизма высокотемпературной сверхпроводимости.

Существуют различные экспериментальные методы определения глубины проникновения Лондона и, в частности, ее температурной зависимости. Глубину проникновения Лондона можно измерить с помощью мюонной спиновой спектроскопии, когда сверхпроводник не имеет собственной магнитной структуры. Глубина проникновения напрямую конвертируется из скорости деполяризации спина мюона, относительно которой σ ( T ) пропорциональна λ ² ( Т ). Форма σ ( T ) различается в зависимости от типа сверхпроводящей энергетической щели по температуре, так что это сразу указывает на форму энергетической щели и дает некоторые подсказки о происхождении сверхпроводимости.