第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日第二类超导体——混合态临界磁场：第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日混合态下的磁通格子超导体内出现磁通格子正常心第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日第二类超导体的理论分析阿布里科索夫从G-L方程导出，在第二类超导体中，磁场其实是以量子化的量子磁通涡旋进入超导体内部的，一个磁通量子为Φ0=h/2e(约为2.067×10-15Wb)。重要的概念：界面能第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日界面能普通的铁磁物质在外加磁场下：顺磁——降低自由能——更稳定；超导体在外加磁场下：（超导体具有完全抗磁性）这相当于负磁化效应——自由能会增大——不稳定第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日超导与正常金属界面超导区域与正常金属区域交界面：正常金属区域：所有电子都是单电子超导区域：一部分电子以电子对形式出现，（尺度~100-1000nm）交界面：超导电子会向正常金属区域延伸，正常电子会向超导区域延伸。?~10^-4cm第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日交界区域的界面能磁穿透深度λ会升高超导区的自由能电子（正常金属→超导区）有序度升高，因此能量降低。这就有了两种相互拮抗的作用。第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日拮抗的两种结果在界面的每单位面积上，界面能的大小：界面区自由能增加；界面区自由能减小。第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日第二类超导体→负界面能超导体第9页，共34页，星期日，2025年，2月5日磁通量子化超导体中磁通是量子化的，第一类超导体：处于超导态的中空圆柱体，圆柱体内无磁通，但中空的腔中磁通是量子化的。第二类超导体：超导体内存在磁通格子，磁通格子也是量子化的。第10页，共34页，星期日，2025年，2月5日磁通量子化超导体——宏观物体超导体的磁通量子化——宏观量子效应——稀有现象第11页，共34页，星期日，2025年，2月5日前面的准备→解释混合态第12页，共34页，星期日，2025年，2月5日混合态负的界面能导致超导内部出现正常心，这在能量上更为有利。正常心倾向于占据更大的表面积，又因为磁通量子化，正常心不能无限小，最小为一个磁通量子——磁通格子形式第13页，共34页，星期日，2025年，2月5日非理想的第二类超导体——实验观察非理想超导体会有磁滞现象对具有磁滞效应的第二类超导体的结构分析表明：这些材料中有各种类型的缺陷：大量空穴，第二相的沉淀颗粒，化学杂质，位错群等，它们在材料中在?尺度范围上造成不均匀性，如果设法在材料制备过程时消除这些不均匀性，那么实验发现磁化曲线趋于可逆变化。?尺度的缺陷是造成非理想超导体的“可疑人物”。第14页，共34页，星期日，2025年，2月5日“钉扎”作用不管外磁场是增加还是减小，磁通线都表现出“滞后”效应，现在可以肯定这种滞后效应是由于超导体内?尺度的缺陷造成的。形象的名字——“钉扎”作用第15页，共34页，星期日，2025年，2月5日非理想第二类超导体的临界电流一直扩展到上临界磁场的电流平台是非理想第二类超导体的共有的典型特征，这类超导体的临界电流与晶体缺陷密切相关，适当增加缺陷可以提高临界电流。第16页，共34页，星期日，2025年，2月5日“流阻”现象1964年朱威斯坦等人在实验上发现，当超导体处于混合态时，样品出现了电阻。第17页，共34页，星期日，2025年，2月5日非理想第二类超导体的理论分析特点及突破口：缺陷——?尺度的缺陷缺陷带来了什么？晶体缺陷附近会有一小段正常区域，对这些缺陷的利用在能量上会更为有利。第18页，共34页，星期日，2025年，2月5日晶格缺陷——解释“钉扎”作用第19页，共34页，星期日，2025年，2月5日晶格缺陷——解释“流阻”现象第20页，共34页，星期日，2025年，2月5日晶格缺陷——解释“流阻”现象第21页，共34页，星期日，2025年，2月5日概念→图像交换虚声子——晶格畸变BCS理论认为：当一个电子在晶格中运动时，会由于库仑相互作用而导致局域晶格畸变，这样，当另外一个电子通过时，会感受到第一个电子通过时导致的晶格畸变的影响，从而在两个电子之间间接产生吸引相互作用，相当于交换了虚声子。所有的电子对在运动过程中能够保持“步调一致”（物理上叫做相位相干，即具有相同相位），即使受到杂质等散射也将保持总动