Критичний струм - фізична енциклопедія

КРИТИЧНЕ ТОК в надпровідниках - макс, величина постійного електричні. струму, к-рий може протікати через надпровідник без дисипації енергії. Якщо струм перевищує критичного. значення, то речовина надпровідника переходить повністю або частково в нормальне (ненадпровідний) стан і в зразку виникає диссипация енергії, яка веде до його нагрівання.

У масивному надпровіднику 1-го роду К. т. І с - це такий струм, к-рий створює на поверхні зразка критичне магнітне поле Нг .У цилиндрич. надпровідники, напр., де R - радіус циліндра. При струмі I> Iс надпровідник 1-го роду переходить в проміжний стан, що характеризується чергуванням нормальних і надпровідних областей (доменною структурою).

У надпровідники 2-го роду значення К. т. Визначається виникненням в зразку вихорів (ненадпровідний вихрових ниток, при утворенні яких брало надпровідник переходить в т. Н. Змішане стан). Вихрові нитки починають виникати при струмі, що створює на кордоні зразка критич. магн. поле HC1 - "Серцевину" кожної вихровий нитки утворює квант магнітного. потоку, в силу чого на вихори діє Лоренца сила з боку протікає струму, проте в реальних зразках вихрові нитки закріплені на дефектах кристалічної. решітки та поблизу кордонів зразка, так що при досить малому струмі вони знаходяться в рівновазі (пиннинг вихрових ниток). При збільшенні струму сила Лоренца зростає і при струмі, що перевищує критичного. значення (К. т. шшнінга), відбувається зрив вихрових ниток. (При струмі, рівному критичному, здійснюється т. Н. Критич. Стан піннінга.) Вихрові нитки починають рухатися, в результаті чого за рахунок індукційного механізму в зразку генерується електричні. поле н виникає диссипация енергії (резистивное стан надпровідника). Речовина зразка при цьому в осн. зберігає надпровідні властивості (надпровідність пригнічена тільки в серцевині вихрових ниток).

Розрізняють м'які і жорсткі надпровідники 2-го роду. У м'яких надпровідниках сила закріплення вихрових ниток мала і К. т. Практично дорівнює струму, при к-ром на поверхні створюється критич. магн. поле HC1. У жорстких надпровідниках сила закріплення вихрових ниток велика, значення К. т. Визначається зривом вихрових ниток і може бути досить значним. Макс. К. т. Мають т. Н. композитні надпровідники, в яких брало завдяки особливій технології створюється мікроструктура, максимально перешкоджає руху вихрових ниток. У таких надпровідниках щільність К. т. Може досягати 10 5 - 10 6 І / см 2. Жорсткі надпровідники знаходять широке застосування для виготовлення сильних надпровідних магнітів.

В тонких надпровідниках з поперечними розмірами, меншими глибини проникнення магнітного. поля, руйнування надпровідності і виникнення дисипації відбуваються за рахунок збільшення швидкості надпровідних електронів (куперовских пар) при збільшенні струму, К. т. є струмом руйнування куперовских пар (див. Купера ефект) .Магн. поле К. т. в тонких зразках мало, речовина надпровідника може перейти в нормальний стан або повністю, або частково (резистивное стан).

Поняття "К. т." зустрічається також в Джозефсона, ефекті.

Літ .: Сан-Жам Д. Сарма Г. Томас Е. Сверхпроводимость другого роду, пров. з англ. М. 1970; Кемпбелл А. Іветс Дж. Критичні струми в надпровідниках, пров. з англ. М. 1975; Мінц Р. Г. Рахманов А. Л. Нестійкості в надпровідниках, М. 1 984.