초전도체의 물성적 특성

소개글

초전도체의 물성적 특성

목차

1. 침투깊이(Penetration Depth)
2.간섭길이(Coherence Length)
3.긴스버그-란다우(Ginzburg-Landau)
4.임계자기장 (Critical Magnetic Field)
5.비열(Heat Capacity)
6.조셉슨효과
7.초전도 양자 간섭장치 (SQUID)

본문내용

1. 침투깊이(Penetration Depth)
마이스너 효과는 초전도체 내부에서는 B=0임을 보여준다. 그러나 이것은 초전도체 표면에서는 사실이 아니다. 사실, 초전도체 내부에서는 M+H=0이 되기 위해 초전도체 표면에서는 자화 M을 유도하는 전류가 흘러야한다. 저항이 “0”이면 표면 전류는 에너지를 소모하지 않는다. 따라서 이 전류를 초전류(supercurrents)라고 한다. 초전류가 흐를 수 있는 표면으로부터 측정된 시료의 두께를 침투 깊이 λ라고 하면 이를 그림 1-4에 나타내었다. 이것은 초전도체를 특징 지워주는 요소 중의 하나이다.

2.간섭길이(Coherence Length)
간섭길이는 초전도 상태 하에서 쿠퍼쌍을 이루고 있는 두전자 사이의 거리로 정의 되지만
다른 관점에서는 틈새인자 ‘∆’(에너지 틈새의 절반)가 변할 수 있는 거리로 정의 된다.(예를 들면 부분적으로 변하는 자기장 또는 초전도체와 금속의 경계면 근처). 또한 BCS간섭길이 를 페르미 속도 에너지 틈새 와 연관시켜 다음과 같이 정이 할 수 있다.

에너지 틈새의 실험적 측정(터널링 또는 광학 흡수에 의해 간섭길이를 구할 수 있다.

3.긴스버그-란다우(Ginzburg-Landau)
앞에서 언급한 특징적인 두계수의 비를 긴스버그-란다우 계수 k라고 정의 한다

이것은 초전도 물질을 특징짓는 매우 중요한 매개 변수이다.
임계온도에 접근하며 이 매개변수는 온도에 무관하게 되며, 1종 초전도체이며, k>0.7이며 2종초전도체이다. 1종 초전도체와 2종 초전도체를 구분하는 정확한 임계값은 1/√2(~0.7)이다.

4.임계자기장 (Critical Magnetic Field)
앞에서 보았던 것처럼 초전도체의 완전 반자성은 외부 자기장하에서 저항이 없는 표면저류가 내부에서의 자속밀도를 상쇄시키기 위해 순환하기 때문에 일어 난ㄴ다. 만약 외부 자기장의 세기가 증가한다면, 완전 반자성을 유지하기 위한 차폐전류도 증가해야한다. 만약 외부 자기장이 충분히 증가한다면 차폐전류가 임계전류밀도에 도달하여 그 초전도성을 잃게 될 것이다. 그때 차폐전류는 흐르지 않고 외부 자기장에 의한 자속은 더 이상 금속 내에서 상쇄 되지 않을 것이다.

참고 자료

없음