Отчет должен содержать

1 – теоретическую часть,

2 – результаты выполнения работы (п.п. 13 – 19)

Контрольные вопросы

1. С каким физическим процессом связано резкое уменьшение электросопротивления сверхпроводника при N-S переходе?

2. Как рассчитывается ширина N-S перехода (2 способа)?

3. Каким из способов Вы определяли критическую температуру?

4. Какие факторы оказывают влияние на затягивание N-S перехода в области низких температур?

5. О чем свидетельствует увеличение сопротивления в металлооксиде с понижением температуры?

Библиографический список

1. Милошенко В.Е. Введение в физику сверхпроводников .// изд. ВГТУ, Воронеж, 1992 г., 108 с.

2. Линтон Э. Сверхпроводимость // М.: Мир, 1971 г., 262 с.

3. Шмидт В.В. Введение в физику сверхпроводников.// М.: Наука, 1982 г., 240 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

НА ПРОНИКНОВЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

В ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить влияние транспортного тока на динамику магнитного потока в гранулированных сверхпроводниках.

2.ОБОРУДОВАНИЕ: лабораторный стенд, включающий криостат с гиперпроводящим соленоидом, низкотемпературный датчик с образцом и датчиком Холла типа ПХЭ, источники тока типа ВИП-010 и милливольтметры. Сосуд Дьюара с жидким азотом, лейка.

3.Теория.

Линии потока сверхпроводника 2 рода испытывают действие нескольких сил: - силы взаимодействия между вихрями и направление их определяется знаком взаимного направления;

- сила типа лоренцевской, которая возникает при наличии в сверхпроводнике транспортного тока. Эта сила действует на нить в направлении перпендикулярном току и направлению нити (правило правой руки);

- сила трения, действующая на вихри со стороны кристаллической решетки и не позволяющая им достичь больших скоростей. Силу можно записать, используя представление о вязкости

F_b = -  _b

где  = ,. - коэффициент вязкости; _b – скорость вихря, _n – проводимость сверхпроводника в нормальном состоянии,

- движение линий потока может возбуждаться тепловыделениями. Этот эффект легче понять рассматривая движение пучков магнитного потока. Сила Лоренца действующая на такой пучок с эффективным диаметром d равна . Свободная энергия их записывается в виде

Е_е = J n Ф_о d  х

где J- плотность тока, n – число вихрей, Ф₀ –квант потока, х –смещение.

П олагая, что остовы вихрей находятся в нормальном состоянии и свободная энергия барьера  . Кроме того, эффективна лишь часть р этой энергии для преодоления энергии барьера, препятствующего движению вихрей в токовом состоянии запишем

F_b =

Рассмотрим трубку из СП 2 рода в продольном магнитном поле Н_е, в которую проникло некоторое поле В_i.. Эта ситуация показана на рис.1. Намагниченность M определяется

М = В_i - _µH_e

В модели Бина величина J не зависит от В, что приводит к зависимости, показанной на рис. 2.

Зависимость приведенного сопротивления для смешанного состояния от поля при разных температурах для ленты из сплава Nb – 90% Та. Эти результаты аппроксимируются соотношением при t =

где _m и _n – сопротивление в смешанном и нормальном состояниях (рис.3)

Разность потенциалов возникает из-за движения потока под действием силы Лоренца. Разность потенциалов между двумя точками сверхпроводника в смешанном состоянии можно записать:

U = -

где  - скорость линий потока, В – локальная магнитная индукция.

Скорость линий потока, движущихся через образец может иметь продольную компоненту. В этом случае будет индуцироваться поперечное напряжение обратимое относительно магнитного поля и тока, т.е. напряжение Холла.

Отметим, наконец, что в сверхпроводнике 2 рода транспортный ток течет в отличии от сверхпроводника 1 рода по всему его объему, т.е. мы можем говорить: в смешанном состоянии сила Лоренца действует между электронами несущими ток переноса и вихрями. Происходит сложение силы Лоренца поперек тока переноса и силы действующей со стороны транспортного тока вдоль его. Результирующая скорость вихрей U составляет с направлением тока переноса угол . При движении вихрей возникает вязкое трение и сила F_

F_ = -  

Теперь скорость переноса относительно сердцевины вихря равна ₁-, что приводит к появлению силы Лоренца F_L направленной под прямым углом к вектору (₁-,). Эта сила и создает движение вихрей в направлении вектора U (рис.4).

F₂ = (2)

где n_s – число сверхпроводящих электронов на единицу объема. При постоянной из равенства левых частей уравнения

(1) и (2) найдем ₁- =

угол  = arc tg