Вихрь абрикосова - Abrikosov vortex

Вихри в слое толщиной 200 нм. YBCO фильм создан сканирующая СКВИД-микроскопия^[1]

В сверхпроводимости Вихрь абрикосова (также называемый Fluxon) - вихрь сверхток в сверхпроводник II типа теоретически предсказанный Алексей Абрикосов в 1957 г.^[2] Вихри Абрикосова в общем случае возникают в Теория Гинзбурга – Ландау сверхпроводимости, и может быть явно продемонстрирован как решение этой теории в общем математическом контексте, а именно как вихри в сложные линейные пучки на Римановы многообразия.

Обзор

В сверхток циркулирует вокруг нормального (т.е. несверхпроводящего) ядра вихря. Ядро имеет размер ${displaystyle sim xi }$ - в длина сверхпроводящей когерентности (параметр Теория Гинзбурга – Ландау ). Сверхтоки затухают на расстоянии около ${displaystyle lambda }$ (Лондонская глубина проникновения ) из ядра. Обратите внимание, что в сверхпроводники второго типа ${displaystyle lambda >xi /{sqrt {2}}}$. В обращении сверхтоки индуцируют магнитные поля с полным потоком, равным единичному квант потока ${displaystyle Phi _{0}}$. Поэтому вихрь Абрикосова часто называют Fluxon.

Распределение магнитного поля одиночного вихря вдали от его ядра можно описать следующим образом:

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

где ${displaystyle K_{0}(z)}$ это нулевой порядок Функция Бесселя. Обратите внимание, что согласно приведенной выше формуле при ${displaystyle r o 0}$ магнитное поле ${displaystyle B(r)propto ln(lambda /r)}$, т.е. логарифмически расходится. На самом деле для ${displaystyle rlesssim xi }$ поле просто задается

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

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

Вихри Абрикосова могут быть захвачены сверхпроводник II типа случайно, по дефектам и т. д. Даже если изначально сверхпроводник II типа не содержит вихрей, и применяется магнитное поле ${displaystyle H}$ больше, чем нижнее критическое поле ${displaystyle H_{c1}}$ (но меньше, чем верхнее критическое поле ${displaystyle H_{c2}}$) поле проникает в сверхпроводник за счет Абрикосовские вихри. Каждый вихрь несет одну нить магнитного поля с потоком ${displaystyle Phi _{0}}$. Вихри Абрикосова образуют решетку, обычно треугольную, со средней плотностью вихрей (плотностью потока), примерно равной приложенному извне магнитному полю. Как и в случае с другими решетками, дефекты могут образовываться в виде дислокаций.

Вихрь Абрикосова и эффект близости

Здесь показано, что квантовый вихрь с четко выраженной сердцевиной может существовать в достаточно толстом нормальном металле, проксимальном со сверхпроводником.^[3]

Смотрите также

• Пиннинг флюса
• Теория Гинзбурга – Ландау
• Макроскопические квантовые явления
• Прижимающая сила
• Андреевское отражение
• Эффект джозефсона
• Вихрь Нильсена – Олесена

использованная литература

1. Wells, Frederick S .; Пан, Алексей В .; Ван, X. Реншоу; Федосеев, Сергей А .; Хильгенкамп, Ганс (2015). «Анализ низкополевого изотропного вихревого стекла, содержащего вихревые группы в YBa.₂Cu₃О_7-х тонкие пленки, визуализируемые с помощью сканирующей СКВИД-микроскопии ». Научные отчеты. 5: 8677. arXiv:1807.06746. Bibcode:2015НатСР ... 5E8677W. Дои:10.1038 / srep08677. ЧВК  4345321. PMID  25728772.
2. Абрикосов А.А. (1957). «Магнитные свойства сверхпроводящих сплавов». Журнал физики и химии твердого тела. 2 (3): 199–208. Bibcode:1957JPCS .... 2..199A. Дои:10.1016/0022-3697(57)90083-5.
3. Столяров, Василий С .; Крен, Тристан; Брун, Кристоф; Головчанский, Игорь А .; Скрябина, Ольга В .; Касатонов, Даниил И .; Хапаев Михаил М .; Куприянов Михаил Юрьевич; Голубов, Александр А .; Родичев, Дмитрий (11 июня 2018 г.). «Расширение ядра сверхпроводящего вихря в диффузионный металл» (PDF). Nature Communications. 9 (1): 2277. Дои:10.1038 / s41467-018-04582-1.