Domov > Článek > Objev supravodičů typu II Shubnikovova fáze

Objev supravodičů typu II Shubnikovova fáze

sductor▲▲Hoi AHFig 1 Schematický diagram rozhraní mezi normální a supravodivou fází: a) supravodič typu I; b) supravodič typu II ns-hustota supravodivých elektronůMagnetické vlastnosti těchto dvou typů supravodičů jsou podstatně odlišné (obr. 2) Thisductors), kde Ginzburg-Landauův parametr ae <1/2 (Ginzburg & La950; Ginzburg, 1955), n-s mezifázový povrch>0 Pro tento akt magnetického pole je přechodný stav, jak ukazuje LDLandau (Landau, 193 v těch supravodičích libovolného tvaru (s demagnetizačním faktorem n *o), kde jsou vrstvy normální a supravodivé fáze rMAbobr. 2

(a)Indukce ve vložce jako funkce aplikovaného pole pro supravodiče typu I a typu II; (b) Křivka reverzibilní magnetizace dlouhého válce supravodiče typu Ind typu ll (slitiny s následnou vodivostí), kde a > 1//2, n-s mezifázově dělí tyto abrikosovský vír Abrikosov, 1957) Jak naznačil AA Abrikosov (Abrikosov (Abrikosov 957) přeměna na supravodiče typu ll v hodnotě 1/√2, které přinesl LD Landau

Objev supravodičů typu ll (Shubnikovova fáze) 3. dubna 1935 K Mendelssohn a JR Moore (Mendelssohn Mo), ve kterém podporovali existenci vícefázové slitiny Pb+70wt% Bi Článek předložil připojení s velmi vysokou kritickou hodnotou pole sloužící jako proudové cesty (více podrobností viz 30. května 1935, v Discusperconductivity and Other LowAlux závisela na čistotě, vedla s 1 %1 prozkoumána, a výsledky ve skutečnosti křičely, že „zamrzlé v“ se zvýšilo s přidáním druhé složky.

) Nicméně existence Mendelssohnovy houby pro penetraci magnetického pole při HH v supravodivém vzorku monokrystalu Pb+66,7at %TIfield typu II (Rjabinin Shubnikov, 1935b0,71MMH25Obr. 14 Závislé na teplotě H1, Hz, Hei pro monokrystal Pb+66, 7at TI (Rja

sductorVšimněte si, že ve stejném roce 1935 C J Gorter (Gorter, 1935) a H London (Londýn, 1935), zatímco dospěli k závěru, že v magnetickém poli musely být delaminovány na tenké (menší pole) Casinir-Jonker, 1935b: De Hiir-Jonker, 1935c), pomocí toho se ukázalo, že skutečně přináší první stopu odporu a že průnik 8 Moore, 1935) a Riabinin a shubnikov (Rjabinin 8 shubnikov, 1935aRiabinin 8 shubnikov, 1935b), měření dlouhé křivky B-H Tyč supravodivého alloHypotéza Mendelssohnovy houby převládala asi 25 let, stačilo jen zmínit" VL Ginzburg editoval L D Landau (Ginzburg 1946) kde to je Vlastnosti supravodiče jsou silně závislé, podstatně se liší od těch, které se nalézají u Mendelgeperconductors. , to (Goodman, 1964; Berlincourt, 1964: Morin et al, 1962; Berlincourt, 1987)) Zopakujeme, že téměř všechny vzorky slitin studované ve všech výše uvedených pracích (kromě I když 9 ze 13 výše uvedených experimentálních studie o supravodivých slitinách prováděné po dobu 7 let vědci z různých zemí Wilhelm, K. Mendelsson, L. V., Shubnikov se spolupracovníky (De HaasVoogd, 1930; De Haas voc931b; De Haas Casimir-Jonker 1935a: De Haas & Casimir-Jonker, 1935b; De Haas Casimir-Jonker 1935c: Casimir-Jonker De Haas, 1935ter time Stačí říci, že základní pubi ) oni i

e publikováno ve vysoce ratin Ryabinin Shubnikov, 1935a; Ryabinin Shubnikov, 1935b)wermun phys, Lab Univ leidenLion handbuch der956edition (Serin, 1956: Bardeen, 1956) se nezmínil o žádném z výše uvedených výzkumů na al3 Discovery properticting slitin the globe v době, kdy Gvichhot, D. Shepelnikov et al, 1937) spatřili světlo Příspěvky předložené k publikaci 11. dubna a 2. listopadu 1936 obsahovaly silniční temperované krystalické kovy a monokrystaly jednofázových slitin Pb-Tl(0 8;2550 hm. %) a Pb-In (2: 8 hm. %), který byl velmi pečlivě žíhán při předtavení pro výzkum supravodivosti typu 1I koncentrací nečistot, existuje oblast pevného roztoku (obr. 7, 15), která

Objev supravodičů typu II (Shubnikovova fáze byla stabilní až do kryogenních teplot, čímž se otevřely nové možnosti pro dosažení koncentračních efektů Atomové procento indických Obr. 15 Binární fázové diagramy slitiny Pb-lIn (Po Massalskim, 1987) Vysoce kvalitní jedno- krystaly slitin, které měly poměr délky k průměru 2 10 byly k technice Obreimova-Shubnikova (Obreimow Schubnikeagnetické pole bylo měřeno na balistickém galvanometru, zatímco bylo rychle odstraněno (nebo přineseno inkgalvanometrem Celý cyklus magnetizace vzorku proběhl následněVe svých článcích (Schubnikot1936: Shubnikov et al, 1937) autoři naznačují, že thblished (Rjabinin Schubnikow, 1935a; Rjabinin Schubnikow, 1935b, znovu uvedl, že odhalili thefické vlastnosti supravodivé slitiny, autoři naznačili, že rozpad a dezintegrace supravodivého materiálu: Casi Casi (De Haas Casimir-Jonker935b) pro první fime zjistil, že pro PbTl2 a BisTls existuje kritické magnetické pole, které proniká do slitiny, ale nerozrušuje supravodivost: fhaf je proto značně

Shubnikov et al (Schubnikow et al, 1936; Shubnikov et al, 1937) objevili, že v supravodivých slitinách existovala hranice koncentrace nečistot, předtím, než se jejich magnetické vlastnosti podobaly magnetickým vlastnostem čistých supravodičů – celkový Meissnerův efekt v polích, která byly menší než kritické a náhlé narušení supravodivosti při dalším zvyšování magnetického pole (Obr. 16denní hledisko: s růstem parametru Ginzburg-Landau ae) se magnetické vlastnosti slitin drasticky lišily od vlastností Meissnerova jevu, který existoval pouze do té míry, že magnetické pole Hel, a při dalším zvyšování pole slitiny zůstaly supravodivé až k He, s magnetickým polem

vodič postupně pronikající do slitiny Obr. 17, 18 uvádí výsledky na slitinách pb-Tldoes, které pro pb-no,9 T422KroFig, 16, Indukční Sn, Hg, Pb a monokrystalická slitina Pb+0, 8 hm. TI v podélném magnetickém poli (Po SchubnikoS koncentrací nečistot (tj

s rostoucím parametrem ae)interval He a he2 se zmenšoval, zatímco He2 rostl Obr. 20 uvádí údaje pro slitiny Pb-Tl4 Neobvyklé vlastnosti supravodivých slitin nelze přičíst5 Rozdíl ve volné energii magnetizovaných a normálních supravodičů byl dána

Objev supravodičů typu ll (Shubnikovova fáze), kde M-magnetizace, zatímco rozdíl entropie byl vytvořen derivací Obr 17 Indukční křivka dlouhých válců monokrystalů slitin Pb+2, 5hm.%TI5hm.%Tl (Po Schubnikow a kol. 1936) Shubnikov a kol., 1937) pro tyto slitiny naznačili, že v tomto případě, stejně jako v případě čistých supravodičů, se výzkumníci zabývali veličinami stejného řádu, které rovněž závisely na teplotě.

Z tohoto důvodu byl skok v tepelné kapacitě během supravodivého přechodu v nulovém magnetickém poli pro slitinu srovnatelný se skokem u pervodičových slitin, což naznačovalo, že v nich neprobíhá dezintegrace pevného roztoku (slitiny byly jednofázové), což je v rozporu s staré představy o jejich supravodivých vlastnostech souvisejících s nehomogenitami. Tímto způsobem se přesně ve výzkumných pracích Shubnikova, KHRjabinina (Schubnikow a kol., 1936 Shubnikov a kol., 1936 Shubnikov a kol., 1936) o existenci supravodivého typu tento závěr střetával se všemi předchozí výzkum, který vysvětloval dříve získané výsledky kompozičními a strukturálními nehomogenitami vzorku, přestože publikované výsledky LvShubnikova a kol. (Schubnikow a kol., 1936:7) se okamžitě staly známými v zahraničí (wilsoShoenberg, 1938; Jackson, 1940; Burton a kol., 1940 Mendelssohn, 1946: Shoenberg, 1952) předběhl svou dobu a jejich význam nebyl doceněn Důvod toho byl jasně uveden v přednášce Nobelovy ceny V. L. Ginzburga (Ginzburg, supravodivost (Ginzburg Landau, 1950), poznamenal, že pokud jde o orym , a Landau a já jako mnoho dalších, věřili, že slitiny jsou nechutný byznys, a nezajímali se o to, abychom se omezili na materiály s mimo jiné na > 0, tj. supravodiče typu I

sductorluch laterinzburg-Landau teorie byla zkonstruována (Ginzburg landauby shubnikov a jeho7), že" Nejspektakulárnější aplikace takových supravodičů Chandrasekhar, 1969) Berlincourt (Berlincourt, 1987) velmi oprávněně poznamenal, že Shubnikoet nepoužil výzkum ve svých výzkumech Gorter, 1935) and H Londons Theory (Londýn, 1935H London odkazoval na výsledky Shubnikova a spol., aby podpořil své teorie

Bylo by velmi vhodné citovat R. Kiplinga"Ach, Východ je Východ a Západ je Západ, a nikdy se tito dva nepotkají s Ta422K[8 pinkObr. 18 Indukční křivka dlouhých válců monokrystalů ze slitin: Pb+ 15wt%T1Pb+30wt%ll: Pb+50wtPo Schubnikow et al, 1936 Objev diskutovaný výše byl doprovázen dramatickým konfliktem kreativity a velkou lidskou tragédií, která ovlivnila životy dvou významných vědců, LD Landau a

Objev supravodičů typu II (Shubnikovova fáze)e Velké fyzikální problémy vysokoteplotní supravodivosti (2004)

následující topervodiče dosahují hořkosti nad jeho předčasnou (ve věku pouhých 36 let!) a zcela bezúhonnou smrtí pod sekerou Stalinova ferroru“ (Ginzburg, 200Obr. 19 Indukční křivka dlouhých válců monokrystalů slitiny Pb+2hmot.%In ;Pb+8wt%In(Po Schubnikow et al, 1936)Dramatický konflikt kreativity se týkal jeho blízkého přítele L.D. Landda, tak živé diskuse o veškeré probíhající práci v Shubnikovově laboratoři L.D. Landau nerozpoznal experimentální objev L. V. Shubnikova a spolupracovníků( Schubnikow et alarticles (Schubnikow et al, 1936; Shubnikov et al, 1937) zpozdil břeh než 50, když on a v

L Ginsburg vytvořili fenomenologickou teorii supravodivosti (Ginzburg & e Landau, 1950: Ginzburg, kde 19 - Landauův parametr se dostal do obrazu Ve svém článku publikovaném v roce 1997 a titulku perfluidity (co jsem mohl a nemohl Donzburg, pojednávající o teorii (Ginzburg Landau, 1950: Ginzburg, 1955) zcela jasně přehlédl možnost vzniku supravodičů typu lI "(Ginzburg, 1997) 6. srpna 1937 L V Shubnikov byl arby společným verdiktem z 28. října 1937, vyneseným odiousas rehabilitovanými za 20 let) (obr. 21) DLandauested 27. dubna 1938 jako vědecký pracovník ústavu fyzických problémů, nicméně za rok byl intervencí P LKapitsy vytažen z vězení LD Landau dostal milost také posmrtně až v roce 1990) Pro připomenutí jsme

Objev supravodičů typu ll (Shubnikovova fáze) je průkopnickým experimentálním výzkumem supravodivých supravodivých látek pod aplikovaným magnetickým polem k plnému pochopení supravodivosti typu ll. rané fáze výzkumu (Bu34: WilsonRuhemann, 1937: Shoenberg, 1938: Jackson, 1940; Burton1940; Ginzburg, 1946; rg, 1952) nebo později (viz autor (Mendelssohn, 1964al 1969; Chharesek : Serin, 1969: Hulm Matthiathet Al, 1981; Pippart, 1987; Berlincourt, 1987; Dahl, 1992; Dew-Hughes, 2001) a také Tosharma & Z Sen, 2006: Slezov Shepelev, 2008: Karnaukhov Shepev, 2008, Slzov, Slzov &x2009) Skrytá před zraky mnoha členů Mezinárodní vědecké komunity proto připomene, že H. Kamerlingh Onnes (Fyzikální laboratoř, Univerzita v Leidenu), jako první se svými spolupracovníky přijal vedení (Kamerlingh Onnes, 1914; Tuyn Kamerlingh Onnes , 1926; Sizoo et26: De haas et1926, De Haas voogd, 1931a) Zejména bylo zjištěno, že supravodivost v čisté hodnotě H (v případě demagnetizačního faktoru n=0), která se projevila náhlým obnovením elektrického odporu vzorků z nula na takovou hodnotu, která odpovídá、-12·28T=292KObr 3 Náhlá změna elektrického odporu vzorku drátu monokrystalu cínu při T

I hotkevich, G D, Shepelev, Yu N Ryabininet al, 1936, Shubnikov et al, 1937)

svodič rys elektrických vlastností supravodičů typu IPtivita, která n 10-2 Q2-cm), druhá základní charakteristika pu1933 W Meissner a R Ochhsenfeld (Physikalische Technische Reichsanstalt) našli Leissner Ochsenfeld, 1933), že magnetické pole bylo menší než Dopad aplikované magnetické hodnoty H se také změnila magnetizace čistého supravodiče M a indukce B s mp(obr. 4) Tyto hodnoty jsou relatM=(B-H)/4nf efekt tokuJakémukoli objevu obecně předchází přípravné období Pozastavení skutečného objevu uznání se přiznává Nějakou dobu poté se lze podívat1 H/HcH/Heobr

4 a) Magnetizace čistý supravodivý dlouhý válec Je zajímavé, že ještě předtím, než byl objeven Meissnerův jev, Haas, J Voog1929) rozdíl mezi chováním elektrického odporu křišťálově-vodivých slitin v aplikovaném magnetickém poli a chováním čistých supravodičů. slitiny Bi+ 375at%TI, Sn + 58hm% Bi, Sn +281hm%Cd (poslední dvě eutektické Pb+Bi a ve slitinách Pb-Bi (7hm%; 10hm%; 20hm%), Sn+ 402hm%Sb(De HaasVoogd 1930), u slitin Pb 15wt%Hg, Pb 40wt,Tl, Pb + 35wt %Bi, eutektiku ADe Haas Voogd, 1931b) došlo k narušení supravodivosti akrebroasintervalu magnetických polí bez ohledu na orientaci paralelně probíhajícího pole, tzn. na

Objev supravodičů typu II (Shubnikovova fáze) n O (obr. 5) nebo kolmo (obr. 6) k ose válcových vzorků, tj. na n-12 2) Aserg, 1952), pro mnohem menší rozdíl mezi fite cuthere is for60x10aBell1=Sn-Bio TalseObr

5 Odolnost dlouhého válce pro polykrystalickou slitinu Sn-Bi (po De Haas Voogd, 1929) a slitinu Pb-Tl v podélném magnetickém poli (podle De HaasVoogd, 1930400/ Pb-B△335°Bis TLyB pole Během studií na elektrickém poli vlastnosti eutektického Pb-Bi, při snížení aplikovaného magnetického pole z He na nulu, (De Haas Voogd, 1930) nalezl jasnou hysterezi o @ -(De Haas et al, 12 složení vzorků výzkumných slitin je uvedeno: pro slitiny Sn-Bi,Sn-Cd,Pb30), Sn-Sb in (Van Aubel et al, 1929), Au-Bi in929b)

autoři dirigentů napsali později tolik vědeckých prací Mnohem později se ukázalo, že magnetické pole probíhalo rovnoběžně s povrchem v intervalu H2

8)většina slitin studovaných WJ De Haasem, J Voogdem (De HaasObr. 7 Binární fázové diagramy slitin TI-Bi, Pb-Tl, Pb-Bi, Sn-Sb (After Massalski, 1987)

e Objev supravodičů typu II (Shubnikovova fáze Obr. 8 Binární fázové diagramy slitiny Hg-Pb (Po Massalskim, 1981929: De Haas Voogd, 1930; De Haas voogd, 1931b) (kromě slitin Pb+Tl, Pb+ % hm.; 10 hm. %) a Pb+15 hm.%Hg) měl než hasan jako všechny eutektika snI-Cd, Pb-Bi, Au-Biovery v eutektickém Pb-Bi zachování supravodivosti při aplikovaném poli 2T povoleno w ) De Haas, J Voogd (De Haas voogd, 1930) přivést zpět k životu solenoidy Leid g bez velké energie

Halue of( Rjabinin & Schubnikow, 1955aMendelssohn, 1966) usoudil, že vyřešení této výzvy se takříkajíc nazývá ooANásledný experimentální výzkum ukázal, že nejen chování elektrických, ale také magnetických vlastností, v supravodivých slitinách se lišily od vlastností čistých supravodičů. používané v níže uvedených pracích na základě standardních magnetických měření Pomocí fluxmetru nebo charakteristické cívky, která obklopovala cívku při konstantních teplotách a titických polích, nebo po vypnutí nebo vypnutí konstantního kroužku se stupňováním magnetického pole postupně nahoru a dolů v celém rozsahu od nuly po He a zpět kanadské vědci FGAIonto) předložili do publikace (Tarr & Wilhelm, 1935) v září práci, která obsahovala výsledky jejich studií o magnetické produktingercury, cínu, tantalu a také slitinách s eutektikem Pb+Sn (40 % hm.; 63 % hmotn.; 80 hm.% vícefázové slitiny Bi+27 1 hm.% Pb+229 hm.%Sn, pozorovatelné pod impakovaným magnetickým polem Obr. 9 představuje fázový diagram ternární slitiny In particu

Objev supravodičů typu II (Shubnikovova fáze) Tímto způsobem se ukázalo, že v supravodivém nástupu postupné obnovy elektrického odporu existují tři charakteristická pole a pole úplného přechodu slitiny do normálu (obr. 11) ČlánkyJ De Haas a JM

Casimir-Jonker 7. prosince 1934 na prestižní "Přírodu" (která byla 5. ledna 1935 (De Haas Casimir-Jonker, 1935b)) a na univerzitu v Leidenu (De Haas Casimir-Jonker, 1935c) (viz také článek (casin:%onker De Haas, 1935) předložený k publikaci 29. července 1935)6T421°K▲T370T=201Obr, 10 Průnik magnetického pole do supravodivých slitin Bi+37, 5at %TI ( left)state(T>Tc)(Po De Haas Casimir-Jonker, 1935cObr. 11 Závislost počínajícího pronikání magnetického pole do následně vodivé slitiny pb+64, 8wt %rl Šrafovaná penetrace v magnetickém poli podle dat měření elektrického odporu(AfterDe haas Casimir-Jonker, 1935

sductor12CLaboratory Researchers, 1933 Zleva doprava: (první řádek)Rudenkod), NM Zinn (třetí), ONTrapeznikova (čtvrtý), Yu N Ryabinin (pátý)th); (druhý řádek)G DShepelev (třetí) LV Shubnikov (čtvrtý), IPKorolyov (pátý), V

l Chotkevich (šestý), VA Maslov (devátý) LV Shubnikov, o kterém bylo známo, že velmi úspěšně spolupracoval s wJ De Haasem od podzimu 1926 do léta 1930 v Kamerlingh Onnes Laboratory (tam přesně Shubnikov-De Haas Vliv periodických oscilací magnetance v čistém pokrytí, dobře věděl o svém výzkumu slitin s vytvořením (UPh1935 (Rjabinin Schubnikow, 1935a) (jeho shrnutí publikovalo "Nature" dne 13. dubna 1935 (Rjabinin Schubnikow, 1935bYu podporoval N Ryabinin Shubnikov a N. Existence počínajícího penetračního krystalu Pb-35 hm. % všech uvedených byla studována dříve bwJ De Haas, J Voogd (De Haas & Voogd, 1930; De Haas Voogd, 1931b) a označena jako Hel. Bylo potvrzeno, že před pole On tam byl magnetihich postupně zvětšoval s aplikovaným polem autoři také měřili