Глубина проникновения Лондона

Расстояние, на которое проникает магнитное поле в сверхпроводник

В сверхпроводниках глубина проникновения Лондона (обычно обозначается как или ) характеризует расстояние, на которое магнитное поле проникает в сверхпроводник и становится равным магнитному полю на поверхности сверхпроводника. ^[1] Типичные значения λ _L лежат в диапазоне от 50 до 500 нм. Впервые она была получена Гертрудой де Хаас-Лоренц в 1925 году, а позднее Фрицем и Хайнцем Лондонами в их уравнениях Лондона (1935). ^[2] ${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle \lambda _{L}}$ ${\displaystyle e^{-1}}$

Глубина проникновения Лондона получается из рассмотрения уравнения Лондона и закона Ампера . ^[1] Если рассмотреть сверхпроводящее полупространство , т.е. сверхпроводящее при x>0, и слабое внешнее магнитное поле B ₀ , приложенное вдоль направления z в пустом пространстве x <0, то внутри сверхпроводника магнитное поле определяется выражением ^[1] можно рассматривать как расстояние, на котором магнитное поле становится в раз слабее. Форма определяется этим методом как ^[1] ​​для носителей заряда с массой , плотностью числа и зарядом . $${\displaystyle B(x)=B_{0}\exp \left(-{\frac {x}{\lambda _{L}}}\right),}$$ ${\displaystyle \lambda _{L}}$ ${\displaystyle e}$ ${\displaystyle \lambda _{L}}$ $${\displaystyle \lambda _{L}={\sqrt {\frac {m}{\mu _{0}nq^{2}}}},}$$ ${\displaystyle m}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle q}$

Глубина проникновения определяется сверхтекучей плотностью, которая является важной величиной, определяющей T _c в высокотемпературных сверхпроводниках. Если некоторые сверхпроводники имеют некоторый узел в своей энергетической щели , глубина проникновения при 0 К зависит от магнитного поля, поскольку сверхтекучая плотность изменяется магнитным полем и наоборот. Таким образом, точные и аккуратные измерения абсолютного значения глубины проникновения при 0 К очень важны для понимания механизма высокотемпературной сверхпроводимости.

Существуют различные экспериментальные методы определения лондоновской глубины проникновения и, в частности, ее температурной зависимости. Лондоновская глубина проникновения может быть измерена с помощью мюонной спиновой спектроскопии, когда сверхпроводник не имеет собственной магнитной конституции. Глубина проникновения напрямую преобразуется из скорости деполяризации мюонного спина, в отношении которой σ ( T ) пропорциональна λ ² ( T ). Форма σ ( T ) отличается в зависимости от типа сверхпроводящей энергетической щели по температуре, так что это сразу указывает на форму энергетической щели и дает некоторые подсказки о происхождении сверхпроводимости.

Ссылки

1. Киттель, Чарльз (2004). Введение в физику твердого тела . John Wiley & Sons. стр. 273–278. ISBN 978-0-471-41526-8.
2. Фоссхейм, Кристиан и Асле Судбё. Сверхпроводимость: физика и приложения . John Wiley & Sons, 2005.