Влияние формы сверхпроводника на
проникновение магнитного поля и на сверхпроводящий переход
! Критическое магнитное поле увеличивается приблизительно во столько же раз, во сколько глубина λ больше толщины d, т.е.
|
Схематическое изображение |
|
промежуточного состояния |
|
сверхпроводящей пластины, |
|
ориентированной |
|
перпендикулярно магнитному |
|
Поперечные размеры нормальных полос |
|
полю |
Тонкая пленка сверхпроводника |
составляют, например, около 0,01 см, т.е. их |
толщиной d в магнитном поле |
вполне можно наблюдать легко вооруженным |
Сверхпроводники II рода
Диаметр вихревого канала составляет около 10–7 см
! Сверхпроводник II рода ухитряется «примирять» сверхпроводимость и магнитное поле.
Треугольная решетка вихрей
Нижнее критическое поле Hc1. Верхнее критическое поле Hc2.
Схематическое изображение вихря в сверхпроводнике II рода. Вихрь параллелен внешнему магнитному
полю.
Сверхпроводники II рода
Захват магнитного потока
Φ = H*S=N*Φ0 Φ0 = 2,07 · 10–15 Вб
Φ0 = π ħ c/e,
Φ0 называется квантом потока
Вихри в сверхпроводниках II рода несут ровно один квант магнитного потока
Природа сверхпроводимости
Связывание электронов в пары
длина корреляции ξ
Открытие высокотемпературной
СП
! До 1986 года мало кто верил в получение новых интересных результатов в области сверхпроводимости.
Статья Г. Беднорца и А. Мюллера о возможном наблюдении сверхпроводимости при температуре более 30 К.
В начале 1987 года установили, что в соединении четырех химических элементов — лантана, стронция, меди и кислорода La–Sr–Cu–O — существует достаточно резкий сверхпроводящий переход с Tc = 36 К.
В марте 1987 года: Y–Ba–Cu–O, сверхпроводимость при температуре, превышающей температуру кипения жидкого азота Tb = 77,4 К.
На 1 января 2006 года рекорд критической температуры при нормальном давлении составляет 138 К (соединение Hg–Ba–Ca–Cu–O(F))
Хронология открытия различных
СП
Применение сверхпроводимости
заманчиво и затруднительно
Два главных вида применений сверхпроводимости в технике — магниты с обмоткой из сверхпроводящего провода и СКВИДы
Сверхпроводящие НТСП-провода
Сплавы ниобия Nb с титаном Ti |
Nb3Sn |
|
поле до 100 000 Э + плотность тока до |
|
103 А/мм2! |
|
Килограмм сверхпроводящего материала для |
|
провода во много раз дороже килограмма |
|
меди. Но если сравнить стоимость проводов, |
|
рассчитанных на равную силу тока, то |
|
сверхпроводящий провод окажется дешевле |
|
медного. |
Применение сверхпроводимости
Сверхпроводящие ВТСП-провода
Провода 1-го поколения — это провода на основе серебряной матрицы с микроканалами, в которых находится сверхпроводящая керамика, как правило, Bi–Sr–Ca–Cu–O.
Провода 2-го поколения
2 мкм
Структура ВТСП- провода 2-го поколения: а — защитный слой
Сu; б — керамика Y– Ba–Cu–O; в — ориентированный слой MgO; г — неориентированный слой MgO; д — лента из нержавеющей стали
Применение сверхпроводимости
Сверхпроводящие кабели