3.3. Контакты
между Pb и Y-123 в плоскости a-b
Обнаружен сдвиг фаз на p , что считается доводом в пользу d-волновой симметрии. Однако
есть и другое возможное объяснение: захват магнитного потока на краях образца
(что и подтвердили недавние эксперименты, выполненные с помощью СКВИДа). Была
сделана попытка устранить захваченный магнитный поток. Она оказалась удачной, а
полученные при этом результаты добавили уверенности сторонникам d-волновой
симметрии. Однако более тщательные повторные эксперименты лучше всего могут
быть объяснены p-волновой (!) симметрией, хотя их авторы и делают вывод
о d-волновом спаривании, "отбрасывая" при этом, по утверждению
R.Klemm'а, большую часть данных.
3.4. Контакты на
границах двойников
Зарегистрирован сдвиг фазы s-волновой компоненты (единственной,
наблюдаемой в этих экспериментах) на p при пересечении границы двойника. Из этого был
сделан вывод, что по разные стороны от границы D имеет (d+s)-волновую
и (d-s)-волно-вую форму. Но разве можно на основании изменения
фазы s-волновой компоненты заключать, что в D есть еще и d-волновая
составляющая? Кроме того, интерпретация эксперимента осложняется возможным
наличием на границе двойника локализованной волны спиновой/зарядовой плотности.
3.5. Трикристаллические
границы зерен Y-123
Экспериментальные данные согласуются с d-волновым сценарием, однако
и здесь не исключен паразитный эффект от магнитного потока, захваченного между
слоями CuO2. Кроме того, на интерпретацию эксперимента влияет
"извилистость" двойниковых границ, о чем свидетельствует
просвечивающая электронная микроскопия.
3.6. "Внутренние"
джозефсоновские контакты
Контакты между параллельными слоями CuO2 в ВТСП представляют
собой "внутренние" (intrinsic) джозефсоновские контакты. Информацию
об их характеристиках можно получить, анализируя ВАХ. Результаты должны
зависеть от симметрии D . Имеющиеся на сегодняшний день данные говорят в пользу s-волновой
симметрии.
3.7. Контакты на
границе разлома
Если расколоть монокристалл ВТСП на две половинки вдоль проводящих
кристаллографических слоев, а затем повернуть одну из половинок на некоторый угол
a и вновь прижать эти половинки друг к другу, то можно ожидать наличие
зависимости Ic такого контакта от a . В частности, для d-волнового
сверхпроводника должно быть Ic=0 при a =450.
Однако на эксперименте зависимости Ic от a не было обнаружено.
Выводы
Эксперименты очень противоречивы. Одни могут быть
лучше всего объяснены d-волновой симметрией D , другие - s-волновой,
третьи - смешанной (d+s)-волновой симметрией с существенным
вкладом каждой волны. Пока даже не ясно, одинакова ли симметрия D во всех ВТСП или же
различна. Не исключено, что во многих экспериментах параметры зарядового и/или
спинового порядка могут быть ошибочно приняты за сверхпроводящий параметр
порядка.
Для тех, кто хочет подробнее ознакомиться с состоянием экспериментальных исследований по затронутой проблеме, отметим, что работа R.Klemm'а содержит cсылки на все ключевые эксперименты.
Команда Лихарева из Stony Brook изготовила
самую быструю в мире схему
Сотрудники State University of New York (Stony Brook,
США) продемонстрировали устойчивую работу цифрового делителя частоты до частот
750ГГц при рассеиваемой мощности 10мкВт (рабочая температура 1.8К). Это - самая
быстрая из известных твердотельных цифровых схем. Полупроводниковые схемы с
аналогичными функциями, по крайней мере, на порядок медленнее и рассеивают в 105
(!) раз большую мощность. Работа схемы основана на принципах RSFQ (Rapid Single
Flux Quantum) логики, обеспечивающих максимальное для сверхпроводниковых схем
быстродействие. На одном чипе размещены 8 делителей частоты, каждый из которых
включает 68 джозефсоновских переходов (Nb/AlOx/Nb) с площадью
каждого - 0.25мкм2 при толщине электродов 150нм. Схема изготовлена с
применением электронно-лучевой литографии для формирования рисунка. Разброс
параметров переходов не превышает ± 10% (при этом в RSFQ схемах принципиально
допускается 30% разброс). Схема содержит переходы с резистивным шунтом (Jc=0.5мА/мкм2,
IcRn=1.8мВ) и нешунтированные (Jc=2мА/мкм2).
Кавитация
Евгения Подклетнова
В 1899 году в романе “Путешествие на Луну” (“The First
Men in the Moon”) Герберт Уэлс рассказал о том, как ученый Кавор открыл
некоторое антигравитирующее вещество в виде минеральной пасты и назвал его
каворитом. Покрыв им поверхность сферы, он отправился с друзьями на Луну.
Российский ученый Е.Подклетнов претендует на открытие в наши дни реального
каворита в виде сверхпроводящего материала YBCO. Схема установки, на которой в
1992г. в Финляндии Е.Подклетнов наблюдал уменьшение веса образца, размещенного
над вращающимся в переменном магнитном поле сверхпроводящим диском,
представлена на рисунке. Без вращения потеря в весе составляла 0.05%.
Максимальная потеря в весе при вращении диска составляла 0.3%.
<>С тех пор не удается ни надежно подтвердить этот эффект, ни надежно его закрыть. Было проведено множество экспериментов, которые давали попеременно то положительный, то отрицательный результат. NASA выделила большие деньги на проведение эксперимента и для консультаций пригласила самого автора, но итог пока отрицательный. Главная сложность состоит в том, что изменение веса настолько мало, что трудно избежать посторонних воздействий. Кроме того, сам Подклетнов упирает на особую структуру полученного материала, которую трудно воспроизвести.
Как бы то ни было, большинство физиков скептически восприняло результаты Подклетнова, основываясь на положениях общей теории относительности, согласно которой гравитация вообще не сила, а искривление 4-х мерного пространства-времени, что является следствием совпадения гравитационного заряда с инерционной массой.
Но самое поразительное в этой истории то, что еще до опыта Подклетнова Li и Torr опубликовали две работы, в которых предсказывали генерацию гравитации при вращении сверхпроводящего диска в переменном магнитном поле.
За дальнейшим развитием событий можно проследить на странице в Интернете:
Ошибка! Закладка не определена.
Превращение тепловой энергии в
электрическую в неоднородном сверхпроводящем кольце
Хотелось бы обратить внимание читателей ПерсТ'а на
интересный результат работы [1], в которой рассматривается эффект Литтла-Паркса
в неоднородном сверхпроводящем кольце. Еще в 1962 году Литтл и Паркс [2]
обнаружили, что температура перехода тонкостенного цилиндра малого радиуса в
сверхпроводящее состояние периодически (с периодом равным кванту потока)
зависит от величины магнитного потока. Этот эффект был объяснен М.Тинкхамом
[3], как одно из проявлений макроскопической квантовой природы
сверхпроводимости (см. также [4]). Периодическое смещение критической температуры
связано с квантованием скорости сверхпроводящих электронов, аналогично тому,
как это имеет место в атоме. Скорость стремится приобрести минимально возможное
значение. При потоке внутри цилиндра, кратном кванту потока, минимально
возможное значение скорости равно нулю. Но при потоке, не кратном кванту,
скорость не может быть равна нулю. Это приводит к зависимости энергии
сверхпроводящего состояния от потока и, как следствие, к периодическому
смещению критической температуры в магнитном поле. Это смещение имеет заметную
величину в кольце (цилиндре), радиус которого сравним с корреляционной длиной
[4].
М.Тинкхам [3] рассматривал однородное кольцо. В случае неоднородного кольца, один участок которого имеет пониженную критическую температуру в сравнении с другим [1], вследствие термодинамических флуктуаций на участке с меньшим Тс при температурах, соответствующих резистивному переходу этого участка, появляется напряжение, величина которого периодически зависит от величины потока внутри кольца, с периодом, равным кванту потока. При переходе в сверхпроводящее состояние участка с наименьшей Тс в кольце возникает ток фиксированного направления, а при обратном переходе в нормальное состояние на рассматриваемом участке появляется напряжение, так как вследствие конечной индуктивности кольца ток не может затухнуть мгновенно. При периодическом или хаотическом переводе участка с наименьшим Тс из нормального состояния в сверхпроводящее и обратно на нем возникнет напряжение с постоянной составляющей, зависящей периодически от величины магнитного потока внутри кольца. Итак, сверхпроводящее кольцо является тепловой машиной, в которой тепловая энергия может быть преобразована в электрическую энергию постоянного тока. Без учета флуктуаций максимальный коэффициент полезного действия тепловой машины, реализуемый в цикле Карно, пропорционален амплитуде изменения температуры [5].
Однако переход из нормального состояния в сверхпроводящее и обратно может происходить и без изменения температуры вследствие флуктуаций, если разность энергий рассматриваемого участка в нормальном и сверхпроводящем состояниях не превышает kBT. Это возможно вблизи критической температуры, так как при Т=Тс эта разность равна нулю. Следовательно, постоянное напряжение может возникать в неоднородном сверхпроводящем кольце и при постоянной температуре, близкой к критической. Авторы дают подробное объяснение необычному явлению.
A.V.Nikulov and I.N.Zhilyaev, "The Little-Parks Effect in an Inhomogeneous Superconducting Ring." J. of Low Temp.Phys. 1998,112(3/4), p.227-236
W.A.Little and R.D.Parks, Phys.Rev.Lett.,1962, 9, p.9
M.Tinkham, Phys.Rev. 1963,129, p.2413
М.Тинкхам, Введение в сверхпроводимость. Атомиздат М.1980
Ч.Киттель, Статистическая термодинамика. "Наука", М., 1977
Резкий рост критической температуры
"нового" ВТСП PrBa2Cu3Ox под
давлением
В течение очень длительного времени после открытия
ВТСП в 1986 году господствовало мнение, что соединение PrBa2Cu3Ox
является "несверхпроводящим исключением" из ВТСП-серии ReBa2Cu3Ox
(Re - редкоземельный элемент). Какие только версии не выдвигались для
объяснения этого "факта": разрыв куперовских пар магнитными моментами
атомов празеодима, уменьшение концентрации носителей заряда или их локализация
и т.д. Эти споры закончились в 1996 году после открытия сверхпроводимости в
тонких пленках PrBa2Cu3Ox [1] и его
последующего подтверждения другими авторами [2]. Сверхпроводимость наблюдалась
также и в монокристаллах PrBa2Cu3Ox [3].
Причина того, почему один из двух (одинаковых на первый взгляд) образцов PrBa2Cu3Ox
является полупроводником, а другой - сверхпроводником, пока однозначно не
установлена, хотя и выяснено, что их структуры несколько различаются (но весьма
незначительно).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
