Войти
Сверхпроводящее поведение при изменении магнитного поля и температуры. График показывает магнитный поток B в зависимости от абсолютной температуры Т. Критические плотности магнитного потока B C1 и В С2 и критической температуре Т C помечены. В нижней части этого графика сверхпроводники типа I и типа II демонстрируют эффект Мейснера (а). Смешанное состояние (b), в котором некоторые силовые линии захватываются вихрями магнитного поля, встречается только в сверхпроводниках типа II в ограниченной области графика. За пределами этой области свойство сверхпроводимости нарушается, и материал ведет себя как нормальный проводник (c). 
Вихри в пленке YBCO толщиной 200 нм, полученные с помощью сканирующей СКВИД-микроскопии В сверхпроводимости, А типа II, сверхпроводник является сверхпроводником, который проявляет промежуточную фазу смешанных простых и сверхпроводящих свойств при промежуточной температуре и полях выше сверхпроводящих фаз. Он также характеризуется образованием вихрей магнитного поля с приложенным внешним магнитным полем. Это происходит выше некоторой критической напряженности поля H c1. Плотность вихрей увеличивается с увеличением напряженности поля. При более высоком критическом поле H c2 сверхпроводимость разрушается. Сверхпроводники II типа не проявляют полного эффекта Мейснера.
В 1935 году Рябинин и Шубников экспериментально открыли сверхпроводники второго типа. В 1950 году теория двух типов сверхпроводников получила дальнейшее развитие в работе Льва Ландау и Виталия Гинзбурга по теории Гинзбурга – Ландау. По их мнению, сверхпроводник I типа имел положительную свободную энергию границы сверхпроводник-нормальный металл. Гинзбург и Ландау указали на возможность существования сверхпроводников второго рода, которые должны образовывать неоднородное состояние в сильных магнитных полях. Однако в то время все известные сверхпроводники относились к типу I, и они отметили, что не было экспериментальной мотивации для рассмотрения точной структуры сверхпроводящего состояния типа II. Теория поведения сверхпроводящего состояния II типа в магнитном поле была значительно усовершенствована Алексеем Алексеевичем Абрикосовым, который развивал идеи Ларса Онсагера и Ричарда Фейнмана о квантовых вихрях в сверхтекучих жидкостях. Решение квантового вихря в сверхпроводнике также очень тесно связано с работой Фрица Лондона по квантованию магнитного потока в сверхпроводниках. Нобелевская премия по физике была присуждена теорией типа II сверхпроводимости в 2003 году.
Теория Гинзбурга – Ландау ввела длину сверхпроводящей когерентности ξ в дополнение к лондонской глубине проникновения магнитного поля λ. Согласно теории Гинзбурга-Ландау, в сверхпроводнике второго рода. Гинзбург и Ландау показали, что это приводит к отрицательной энергии границы раздела сверхпроводящей и нормальной фаз. О существовании отрицательной энергии интерфейса было известно с середины 1930-х годов из ранних работ братьев Лондон. Отрицательная энергия интерфейса предполагает, что система должна быть нестабильной по отношению к максимальному количеству таких интерфейсов, чего не наблюдалось в первых экспериментах со сверхпроводниками до экспериментов Шубникова в 1936 году, когда были обнаружены два критических поля. В 1952 г. о наблюдении сверхпроводимости второго рода сообщил также Заварицкий. Фриц Лондон продемонстрировал, что магнитный поток может проникать в сверхпроводник через топологический дефект, имеющийся в обмотке целочисленной фазы и несущий квантованный магнитный поток. Онсагер и Фейнман показали, что в сверхтекучих жидкостях должны образовываться квантовые вихри. Обобщая эту идею, в 1957 г. А. А. Абрикосов продемонстрировал, что смешанное состояние сверхпроводника II типа представляет собой решетку квантовых вихрей. В пределе очень малой длины когерентности вихревое решение идентично флюксоиду Лондона, где ядро вихря аппроксимируется резким обрезанием, а не постепенным исчезновением сверхпроводящего конденсата вблизи центра вихря. Абрикосов обнаружил, что вихри образуют регулярный массив, известный как решетка вихрей. Вблизи так называемого верхнего критического магнитного поля проблема сверхпроводника во внешнем поле эквивалентна проблеме вихревого состояния во вращающейся сверхтекучей жидкости, обсужденной Ларсом Онсагером и Ричардом Фейнманом.
Воспроизвести медиа Память положения из-за закрепления вихрей в высокотемпературном сверхпроводнике В вихревом состоянии становится возможным явление, известное как закрепление потока. Это невозможно со сверхпроводниками типа I, поскольку они не могут проникать через магнитные поля.
Если сверхпроводник охлаждается в поле, поле может быть захвачено, что может позволить сверхпроводнику быть подвешенным над магнитом с потенциалом для соединения или подшипника без трения. Ценность закрепления флюса проявляется во многих реализациях, таких как подъемники, соединения без трения и транспортировка. Чем тоньше сверхпроводящий слой, тем сильнее закрепление, возникающее при воздействии магнитных полей.
Сверхпроводники II типа обычно изготавливаются из металлических сплавов или сложной оксидной керамики. Все высокотемпературные сверхпроводники относятся к сверхпроводникам второго типа. В то время как большинство элементарных сверхпроводников относятся к типу I, ниобий, ванадий и технеций являются сверхпроводниками элементарного типа II. Алмаз, легированный бором, и кремний также являются сверхпроводниками II типа. Сверхпроводники из металлических сплавов также проявляют поведение типа II ( например, ниобий-титан и ниобий-олово ).
Другие примеры типа II являются купрат - перовскит керамических материалов, которые достигли самых высоких сверхпроводящих критических температуры. Они включают La 1,85 Ba 0,15 CuO 4, BSCCO и YBCO ( иттрия - Барий - медь - оксид ), который известен как первый материал для достижения сверхпроводимости выше точки кипения жидкого азота (77 К). Из-за сильного пиннинга вихрей купраты близки к идеально твердым сверхпроводникам.
В сильных сверхпроводящих электромагнитах (используемых в сканерах МРТ, ЯМР- аппаратах и ускорителях частиц ) часто используются катушки, намотанные из ниобий-титановой проволоки или, для более высоких полей, из ниобий-оловянной проволоки. Эти материалы являются сверхпроводниками второго типа со значительным верхним критическим полем H c2, и в отличие, например, от купратных сверхпроводников с еще более высоким H c2, из них можно легко изготовить проволоку. Однако в последнее время сверхпроводящие ленты 2-го поколения позволяют заменять более дешевые провода на основе ниобия на гораздо более дорогие, но сверхпроводящие при гораздо более высоких температурах и магнитных полях ленты «2-го» поколения.
