Virvlar av Abrikosov

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 8 juli 2021; kontroller kräver 2 redigeringar .

Abrikosov vortex , Abrikosov vortex ( eng. Abrikosov vortex ) - en supraledande ström (superström) virvel som cirkulerar runt en normal (icke-supraledande) kärna (virvelglödtråd), inducerar ett magnetfält med ett magnetiskt flöde motsvarande ett magnetiskt flödeskvantum. [ett]

Upptäcktes av fysikern A. A. Abrikosov 1957 . I hans arbete "Om de magnetiska egenskaperna hos supraledare i den andra gruppen" visades det teoretiskt att penetrationen av ett magnetfält i en supraledare av typ 2 sker i form av kvantiserade virvelfilament (ett sådant system är energimässigt "gynnsamt"). . Varje sådan filament (virvel) har en normal (icke-supraledande) kärna med en radie i storleksordningen av supraledarens koherenslängd . Runt denna normala cylinder, i ett område med en radie i storleksordningen av magnetfältets penetrationsdjup, flyter en virvel odämpad ström av Cooper-par (superström), orienterade så att magnetfältet den skapar riktas längs den normala kärnan, det vill säga det sammanfaller med riktningen för det externa magnetfältet. I detta fall bär varje virvel ett flödeskvantum . [ett] $\xi$ $\lambda$ ${\Phi _{0}}=h/(2e)$

Beskrivning

I teorin om supraledning kallas Abrikosovvirvlar för superströmvirvlar i supraledare av det andra slaget . Superströmmen cirkulerar runt en normal (icke-supraledande) domän, som är en cylinder som sträcks utmed det yttre magnetfältets riktning och bildar en virvel. Radien för basen av denna cylinder bestäms av koherenslängden (en av huvudparametrarna i Ginzburg-Landau-teorin ). Superströmmen försvinner i domänen på ett avstånd av storleksordningen ( Londons penetrationsdjup från kanten är en karakteristisk parameter för varje specifikt supraledande material). Den cirkulerande superströmmen genererar ett magnetfält, vars storlek bestäms av det magnetiska flödeskvantumet . Därför kallas Abrikosov-virvlar ibland för fluxoner. $\sim \xi$ $\lambda$ $\Phi _{0}$

Fördelningen av magnetfältet i en enda virvel på ett avstånd som är större än kärnans karakteristiska storlek bestäms av förhållandet:

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

var är den modifierade Bessel-funktionen av den andra sortens ordning noll. När fältet bestäms av följande relation: $K_{0}(z)$ $r\lesssim \xi$

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

var är den välkända parametern i Ginzburg-Landau-teorin, som måste uppfylla förhållandet i supraledare av typ II. $\kappa =\lambda /\xi$ $\kappa >1/{\sqrt {2}}$

Virvlarna, som har trängt in i supraledaren, är belägna på ett avstånd av storleksordningen från varandra och bildar ett regelbundet triangulärt gitter i tvärsnittet, det så kallade blandade tillståndet uppstår. Med en ökning av det yttre magnetfältet blir virvlarnas täthet så stor att avståndet mellan de närmaste virvlarna blir i storleksordningen , virvlarna berör sina normala områden och en andra ordningens fasövergång av supraledaren till det normala tillståndet. inträffar. $\lambda$ $\xi$

Fästa

Generellt sett rör sig virvlar i ett supraledande material när en ström flyter genom det [2] . Virvlar kan dock spontant fästa sig till nanostora inhomogeniteter i ett material. Denna process kallas pinning , och dessa inhomogeniteter kallas pinning centers [ 3] . Vortexstiftning stör ordningen i virvelgittret [4] och bidrar till bevarandet av den supraledande fasen även när mycket höga strömmar flyter [5] [2] .

Se även

Anteckningar

↑ 1 2 Soldatov Evgeny Sergeevich. Abrikosovs virvel i ordboken för nanoteknologiska termer . Rosnano . Hämtad 26 november 2011. Arkiverad från originalet 12 augusti 2012. (obestämd)
↑ 1 2 L. G. Aslamazov, A. A. Varlamov. Vad är pinning? // Fantastisk fysik . - M . : Nauka, 1988. - Utgåva. 63. - (Bibliotek "Quantum").
↑ Gudilin E. A., Zaitsev D. D. Pinning centers . Ordbok för nanotekniktermer . Hämtad 21 maj 2019. Arkiverad från originalet 25 maj 2019. (obestämd)
↑ FE, 1988 .
↑ Superledning / V.V. Ryazanov // Stora ryska encyklopedin : [i 35 volymer] / kap. ed. Yu. S. Osipov . - M . : Great Russian Encyclopedia, 2004-2017.

Litteratur

Abrikosov A.A. Om de magnetiska egenskaperna hos supraledare i den andra gruppen // ZhETF, 1957, v. 32, sid. 1442;
San Zham D., Sarma G., Thomas E. Superkonduktivitet av det andra slaget / Per. från engelska. N. B. Kopnin. - M., 1970.

Länkar

Kozlov V. A., Samokhvalov A. V. Slutna Abrikosov-virvlar i supraledare av det andra slaget . Brev till JETF . Arkiverad från originalet den 14 maj 2012. (obestämd)
Ch. ed. A.M. Prokhorov. Gitter av Abrikosov virvlar . — Physical Encyclopedia . - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - 389 sid.