Модель критического состояния Бина

Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( декабрь 2022 г. ) |
Модель критического состояния Бина , представленная CP Bean [ 1 ] [ 2 ] в 1962 году дает макроскопическое объяснение необратимого поведения намагничивания ( гистерезиса ) жестких сверхпроводников II рода .
Предположения
[ редактировать ]Твердые сверхпроводники часто демонстрируют гистерезис при измерении намагниченности. К. П. Бин постулировал для фазы Шубникова необычный процесс экранирования, обусловленный микроскопической структурой материалов. Он предположил транспорт без потерь с критической плотностью тока J c (B) (J c (B → 0) = const. и J c (B → ∞) = 0) . Внешнее магнитное поле экранируется в мейснеровской фазе ( H < H c1 ) так же, как и в мягком сверхпроводнике. В фазе Шубникова (H c1 < H < H c2 ) критический ток течет под поверхностью на глубину, необходимую для уменьшения поля внутри сверхпроводника до H c1 .
Объяснение необратимой намагниченности
[ редактировать ]
Чтобы понять природу необратимой намагниченности: предположим, что полый цилиндр находится во внешнем магнитном поле, параллельном оси цилиндра. [ 3 ] В фазе Мейсснера экранирующий ток находится в пределах лондонской глубины проникновения. Превышая H c1 , вихри начинают проникать в сверхпроводник. Эти вихри закрепляются на поверхности (барьер Бина–Ливингстона). В области под поверхностью, которую пронизывают вихри, находится ток с плотностью J c . При малых полях (H < H 0 ) вихри не достигают внутренней поверхности полого цилиндра и внутренняя часть остается свободной от поля. При H > H 0 вихри проникают через весь цилиндр и внутри возникает магнитное поле, которое затем возрастает с увеличением внешнего поля. Давайте теперь посмотрим, что произойдет, если внешнее поле затем уменьшить: Из-за индукции на внешней поверхности цилиндра генерируется противоположный критический ток, сохраняющийся внутри магнитного поля при H 0 < H < H 1 постоянным. При H > H 1 противоположный критический ток пронизывает весь цилиндр и внутреннее магнитное поле начинает уменьшаться с уменьшением внешнего поля. Когда внешнее поле исчезает, возникает остаточное внутреннее магнитное поле (сравнимое с остаточной намагниченностью ферромагнетик ). При противоположном внешнем поле внутреннее магнитное 0 поле наконец достигает 0T ( H 0 приравнивает коэрцитивное поле ферромагнетика H ).
Расширения
[ редактировать ]Бин предположил, что критический ток постоянный, что означает, что H << H c2 . Ким и др. [ 4 ] расширил модель, предположив, что 1/J(H) пропорционален H , что привело к превосходному согласию теории и измерений на из Nb 3 трубках Sn. Необходимо учитывать различные геометрии, поскольку необратимая намагниченность зависит от геометрии образца. [ 5 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бин, CP (15 марта 1962 г.). «Намагничивание жестких сверхпроводников». Письма о физических отзывах . 8 (6). Американское физическое общество (APS): 250–253. Бибкод : 1962PhRvL...8..250B . дои : 10.1103/physrevlett.8.250 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Бин, Чарльз П. (1 января 1964 г.). «Намагничивание сильнопольных сверхпроводников». Обзоры современной физики . 36 (1). Американское физическое общество (APS): 31–39. Бибкод : 1964РвМП...36...31Б . дои : 10.1103/revmodphys.36.31 . ISSN 0034-6861 .
- ^ Сверхпроводимость , В. Бакель и Р. Кляйнер, Wiley-Verlag, 6-е издание (2004 г.)
- ^ Ким, Ю.Б.; Хемпстед, Калифорния; Стрнад, Арканзас (15 января 1963 г.). «Намагниченность и критические сверхтоки». Физический обзор . 129 (2). Американское физическое общество (APS): 528–535. Бибкод : 1963PhRv..129..528K . дои : 10.1103/physrev.129.528 . ISSN 0031-899X .
- ^ Критические токи в сверхпроводниках, Кэмпбелл, А.М. и Дж. Эветтс, Тейлор и Фрэнсис (1972)