Tiểu luận chuyên đề vật lý Các đại lượng đặc trưng cho vật liệu siêu dẫn Khái niệm tượng siêu dẫn Siêu dẫn trạng thái vật chất phụ thuộc vào nhiệt độ tới hạn mà cho phép dịng điện chạy qua trạng thái khơng có điện trở đặt siêu dẫn vào từ trường từ trường bị đẩy khỏi Hiện tượng siêu dẫn tượng mà điện trở chất đột ngột giảm nhiệt độ xác định Điện trở Trong trạng thái siêu dẫn, điện trở hay nhỏ? Thực tế, chưa có kết thực nghiệm đo điện trở điện trở chất siêu dẫn nhỏ độ nhạy thiết bị đo cho phép ghi nhận Thực nghiệm với dụng cụ nhạy cho ta điện trở siêu dẫn kim loại < 10-26 m , coi điện trở siêu dẫn kim loại Nhiệt độ tới hạn độ rộng chuyển pha Nhiệt độ mà điện trở chất đột ngột biến mất, nghĩa chất cho phép dịng điện chạy qua trạng thái khơng có điện trở, gọi nhiệt độ tới hạn nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn Kí hiệu Tc Hay nói cách khác, nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn nhiệt độ mà chất chuyển từ trạng thái thường sang trạng thái siêu dẫn -1LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu luận chuyên đề vật lý Trạng thái khơng có điện trở chất gọi trạng thái siêu dẫn chất có biểu trạng thái siêu dẫn gọi chất siêu dẫn Khoảng nhiệt độ từ điện trở bắt đầu suy giảm đột ngột đến điện trở gọi độ rộng chuyển pha siêu dẫn, kí hiệu T T phụ thuộc vào chất vật liệu siêu dẫn Có cách để phá vỡ trạng thái siêu dẫn là: I I c ; H H c ; J J c với Hc từ trường tới hạn Jc mật độ dòng tới hạn trình bày mục sau Từ trường tới hạn Một vật trạng thái siêu dẫn, ta tăng dần từ trường đến giá trị ( H c ) xác định làm trạng thái siêu dẫn Nghĩa là, tác dụng từ trường làm cho trạng thái siêu dẫn chuyển sang trạng thái thường Giá trị xác định từ trường ( H c ) gọi từ trường tới hạn từ trường tới hạn nhiệt động Nói đơn giản, từ trường mạnh mà chất cịn trì tính siêu T dẫn gọi từ trường tới hạn H c H c hàm nhiệt độ: H c H 1 , với H0 Tc từ trường T = T = Tc H c Đường cong Hc phụ thuộc vào T gọi đường cong ngưỡng Nó ranh giới phân chia trạng thái siêu dẫn trạng thái thường Bên đường cong ngưỡng thuộc trạng thái siêu dẫn bên ngồi đường cong ngưỡng thuộc trạng thái thường Dịng tới hạn Dòng cực đại đạt trạng thái siêu dẫn gọi dịng tới hạn Nói cách khác, dòng tới hạn trạng thái siêu dẫn dòng điện lớn điện trở chất siêu dẫn xem Kí hiệu I c Khi dây siêu dẫn có dịng điện I lớn dịng tới hạn trạng thái siêu dẫn bị phá vỡ -2LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu luận chun đề vật lý Ngồi khái niệm dịng tới hạn, người ta sử dụng khái niệm mật độ dịng tới hạn J c để thay Đó giá trị dòng tới hạn đơn vị diện tích bề mặt vật dẫn Đơn vị thường dùng A/cm2 Giá trị J c phụ thuộc mạnh vào từ trường đường kính dây siêu dẫn Độ dài kết hợp Đó khoảng cách hai điện tử cặp Cooper trạng thái siêu dẫn Hay khoảng cách nS = nS(r) thay đổi chậm theo r: – Đối với SD loại I: ~ 10-4 cm – Đối với SD loại II: ~ 10-7 cm ứng với r ns ns ( ) ứng với r ns 2 Từ phương trình Ginzburg – Landau tính được: 2m Năng lượng đặc trưng (khe lượng) Trong trạng thái SD, lượng trạng thái bị chiếm giảm hình thành cặp cooper làm xuất khe cấm lượng Eg Trong lý thuyết BCS ta có Eg 2 3.5k BTC Độ xuyên sâu từ trường Hiệu ứng Meissner xác nhận B = bên thể tích vật siêu dẫn Tuy nhiên, kiện khơng mặt Thực tế, để bù trừ B địi hỏi có dịng bề mặt gây từ độ M cho thể tích vật siêu dẫn M + H = Do điện trở khơng dịng bề mặt khơng tiêu tán lượng, ta gọi dòng siêu lỏng hay siêu dòng Chiều dày -3LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu luận chuyên đề vật lý vùng mẫu siêu dịng chảy gọi độ xun sâu từ trường λ, đại lượng đặc trưng chất siêu dẫn mc Từ phương trình London tính được: 4 q o 1/2 1/ mc 4 q Phân loại chất siêu dẫn 1/ Thông số Ginzburg – Landau đợc đ/n là: mc q 2 Tiêu chuẩn phân loại chất siêu dẫn theo lý thuyết Ginzburg – Landau là: Chú ý: , 1 loại I loại II 2 vµ thông số vĩ mô đặc trng trạng thái SD – ( ) -> Độ thấm sâu từ trường vào chất SD – ( ) -> Khoảng cách vùng có nS thay đổi chậm từ trường – ( ) -> Tiêu chuẩn để phân biệt SD loại I II -4LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... dòng siêu lỏng hay siêu dòng Chiều dày -3LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu luận chuyên đề vật lý vùng mẫu siêu dòng chảy gọi độ xuyên sâu từ trường λ, đại lượng đặc trưng. . .Tiểu luận chun đề vật lý Trạng thái khơng có điện trở chất gọi trạng thái siêu dẫn chất có biểu trạng thái siêu dẫn gọi chất siêu dẫn Khoảng nhiệt độ từ điện trở... dịng tới hạn Nói cách khác, dịng tới hạn trạng thái siêu dẫn dòng điện lớn điện trở chất siêu dẫn xem Kí hiệu I c Khi dây siêu dẫn có dịng điện I lớn dịng tới hạn trạng thái siêu dẫn bị phá vỡ