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II型超导体

1957
  • Alexei Abrikosov
在实验室中演示 II 型超导体的超导磁体装置。.

(图片仅供参考)

理论上,阿列克谢·阿布里科索夫于1957年根据以下理论预测了这一点: 金兹堡-兰道 根据理论,II型超导体具有两个临界磁场,分别为Hc1和Hc2。在这两个磁场之间,它们进入混合态或“涡旋态”,允许部分磁场穿过被称为阿布里科索夫涡旋的量子化磁通管。这使得它们能够在比I型超导体高得多的磁场下保持超导性。

第二类超导体的存在对于大多数高场超导应用至关重要。I 型超导体能完全驱除临界磁场 [latex]H_c[/latex] 以下的磁场,超过这个临界磁场,它就会突然转变为正常状态。这个 [latex]H_c[/latex] 通常太低,无法制造大功率磁铁。阿布里科索夫的研究表明,对于金兹堡-朗道参数 [latex]\kappa > 1/\sqrt{2}[/latex] 的材料来说,从能量上讲,允许磁通以量化的方式穿透而不是完全正常,对材料是有利的。这种穿透发生在较低的临界磁场 [latex]H_{c1}[/latex] 以上。磁通量以称为涡旋或磁通子的圆柱形细丝形式进入。在每个漩涡的核心部分,材料处于正常状态,但周围的部分仍然保持超导状态。每个涡旋都携带一个量子的磁通量,即 [latex]\Phi_0 = h/2e[/latex]。随着外部磁场的增加,更多的漩涡进入材料,形成一个规则的三角形晶格,即阿布里科索夫漩涡晶格。在达到上临界场 [latex]H_{c2}[/latex] 之前,材料一直保持超导状态,电阻为零,此时涡旋核心重叠,整个材料变为正常。由于 [latex]H_{c2}[/latex] 可以比 [latex]H_{c1}[/latex] 大数百倍,因此 II 型材料对于产生强磁场至关重要。所有高温超导体和许多合金(如铌钛(NbTi)和铌锡(Nb3Sn))都属于 II 型材料。.

UNESCO Nomenclature: 2211
- 固体物理学

类型

材料分类

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 金兹堡-朗道理论(1950年)
  • 超导性的发现
  • 迈斯纳效应
  • 磁通量量化的概念

应用程序

  • 用于核磁共振和核磁共振机器的超导磁体
  • 粒子加速器(例如 LHC)
  • 磁悬浮列车
  • 高场研究磁体
  • 超导磁能存储(sme)

专利:

NA

潜在创新理念

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相关内容第二类超导体、阿布里柯索夫涡旋、混合态、临界磁场、磁通量化、金兹堡-朗道理论、磁通钉、高场磁体、铌钛合金、YBCO。.

历史背景

II型超导体

1950
1950
1957
1957
1959-11
1960
1960
1950
1950
1950
1957
1958
1960
1960
1960

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

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