Абрикосов вихрь

толщиной 200 нм, Вихри в пленке YBCO полученные с помощью сканирующей микроскопии СКВИДа

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. Вихри Абрикосова в общем случае встречаются в Гинзбурга – Ландау теории сверхпроводимости .

Обзор

Решение представляет собой комбинацию раствора Fluxon от Fritz London , в сочетании с концепцией ядра квантового вихря Ларса Онсагера .

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

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

где $K_{0}(z)$ 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 сверхпроводник II рода не содержит вихрей 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. $\Phi _{0}$. 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

• Макроскопические квантовые явления
• Вихрь Нильсена – Олесена