第一類(lèi)超導(dǎo)體(又稱(chēng)Pippard超導(dǎo)體或軟超導(dǎo)體),在已發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)元素中只有釩、和屬第二類(lèi)超導(dǎo)體,其他元素均為第一類(lèi)超導(dǎo)體,但大多數(shù)超導(dǎo)合金則屬于第二類(lèi)超導(dǎo)體。第一類(lèi)超導(dǎo)體只存在一個(gè)臨界磁場(chǎng)Hc,當(dāng)外磁場(chǎng)H
臨界磁場(chǎng)與溫度的關(guān)系
臨界磁場(chǎng)Hc也受溫度T影響,Hc隨著溫度升高而逐漸減小,當(dāng)溫度升到臨界溫度Tc時(shí),臨界磁場(chǎng)Hc變?yōu)?。Hc(T)的關(guān)系可以表示為:
{\displaystyle H_{c}(T)=H_{c}(0)[1-{\bigl (}T/T_{c}{\bigr )}^{2}]}
當(dāng)?shù)谝活?lèi)超導(dǎo)體處于超導(dǎo)態(tài)時(shí),其內(nèi)部磁場(chǎng)為零(邁斯納效應(yīng)),根據(jù)電動(dòng)力學(xué)原理:
{\displaystyle {\mathsf {\mathrm {B} }}=\mu _{0}(M+H)=0\Longrightarrow M=-H}
其中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度,M是磁矩,H是磁場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)外界磁場(chǎng)低于臨界臨界磁場(chǎng)Hc時(shí),磁矩M隨外加磁場(chǎng)線性變化。
中間狀態(tài)與退磁因子
由于退磁因子的存在,材料可能會(huì)進(jìn)入一種宏觀上由普通態(tài)區(qū)域和超導(dǎo)態(tài)區(qū)域混合的中間狀態(tài)。簡(jiǎn)單的說(shuō),由于物體形狀對(duì)于外加磁場(chǎng)的影響,某些區(qū)域的磁場(chǎng)可能強(qiáng)于另一些區(qū)域的磁場(chǎng),從而使得材料部分區(qū)域脫離超導(dǎo)態(tài)。這一現(xiàn)象最早由列夫·達(dá)維多維奇·朗道描述。
區(qū)別
物理上由倫敦穿透深度λ和超導(dǎo)關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度ξ的比值{\displaystyle \kappa =\lambda /\xi }(金茲堡-朗道參數(shù))的大小決定一個(gè)超導(dǎo)體屬于第一類(lèi)還是第二類(lèi)。第一類(lèi)超導(dǎo)體滿足 0 < {\displaystyle \kappa } < 1/√2,而第二類(lèi)超導(dǎo)體滿足 {\displaystyle \kappa }> 1/√2。第二類(lèi)超導(dǎo)體往往具有兩個(gè)臨界磁場(chǎng),其中第一個(gè)較低的臨界磁場(chǎng)Hc1描述磁通量漩渦穿過(guò)材料,但材料在這些磁通漩渦之外仍然保持超導(dǎo)態(tài)的相變過(guò)程。當(dāng)這些磁通漩渦的密度大到一定程度時(shí),整個(gè)材料脫離超導(dǎo)態(tài),這個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)于第二個(gè)臨界磁場(chǎng)Hc2。Hc2往往比較大,由鈮,鋁,鍺合成的合金可以達(dá)到大于40 特斯拉的Hc2。第二類(lèi)超導(dǎo)體也被稱(chēng)為硬超導(dǎo)體,因其具有很高的上限臨界磁場(chǎng),被廣泛應(yīng)用于高磁場(chǎng)超導(dǎo)電感線圈領(lǐng)域。
參考資料 >