กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

กระแสน้ำวนไข่มุก

ใน สภาพนำยิ่งยวด กระแสน้ำ วนเพิร์ล เป็นกระแสน้ำวนของกระแสยิ่งยวดในฟิล์มบางของ ตัวนำยิ่งยวดประเภท II ซึ่งอธิบายครั้งแรกในปี พ.ศ.

กระแสน้ำวนไข่มุก

ในสภาพนำยิ่งยวดกระแสน้ำวนเพิร์ลเป็นกระแสน้ำวนของกระแสยิ่งยวดในฟิล์มบางของตัวนำยิ่งยวดประเภท IIซึ่งอธิบายครั้งแรกในปี พ.ศ. 2507 โดยJudea Pearl [ 1 ] กระแสน้ำวนเพิร์ลคล้ายกับกระแสน้ำวน Abrikosovยกเว้นลักษณะสนามแม่เหล็ก ซึ่งเนื่องจากส่วนต่อประสานระหว่างอากาศกับโลหะที่เด่นชัด ทำให้เบี่ยงเบนอย่างรวดเร็วเป็น 1/ ที่ระยะทางสั้นๆ จากศูนย์กลาง และลดลงอย่างช้าๆ เหมือน 1/ ที่ระยะทางไกล กระแสน้ำวนของ Abrikosov เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว มีปฏิสัมพันธ์ระยะสั้นมากและเบี่ยงเบนใกล้ศูนย์กลาง

อนุพันธ์

ในวิทยานิพนธ์ของ Pearl [ 2 ]เขาใช้สมการของ Londonเพื่อหาการตอบสนองทางแม่เหล็กของฟิล์มตัวนำยิ่งยวดบางในสถานะ Meissnerสำหรับฟิล์มที่มีความหนาอยู่ในระดับความลึกของการแทรกซึมของตัวนำยิ่งยวดหรือน้อยกว่านั้น ความสามารถในการป้องกันสนามแม่เหล็กจะถูกจำกัดทางเรขาคณิต ในขณะที่ในตัวนำยิ่งยวดแบบก้อน ความยาวลักษณะเฉพาะที่สนามแม่เหล็กสามารถแทรกซึมได้คือความลึกของการแทรกซึมของ London ในฟิล์มบาง ความยาวนี้จะเพิ่มขึ้นเป็นความยาวของ Pearl สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากในฟิล์มบาง การเชื่อมต่อแบบเหนี่ยวนำผ่านพื้นที่ว่างมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการแทรกซึมของสนามแม่เหล็ก

การคัดกรองที่ถูกระงับนี้มีบทบาทในพลวัตของฟิล์มมากกว่าแค่พลวัตของกระแสน้ำวน ในแบบจำลองส่วนใหญ่ รวมถึงทฤษฎี Ginzburg-Landauสามารถอธิบายได้โดยการแทนที่ด้วยเนื่องจากสมการของลอนดอนถือว่าฟิล์มอยู่ในสถานะ Meissner ดังนั้นทฤษฎี Ginzburg-Landau จึงเป็นทางเลือกที่เป็นธรรมชาติมากกว่าสำหรับการศึกษาพลวัตของกระแสน้ำวน การศึกษากระแสน้ำวนในทฤษฎี Ginzburg-Landau ด้วยความลึกของการแทรกซึมของสนามแม่เหล็กจะ ให้ กระแสน้ำวน Abrikosov ในขณะที่การใช้ความลึกของการแทรกซึมของสนามแม่เหล็กจะให้พลวัตของกระแสน้ำวน Pearl

ผลที่ตามมา

เนื่องจากความลึกของการแทรกซึมของแม่เหล็กของกระแสน้ำวนเพิร์ลเป็นฟังก์ชันของทั้งรูปทรงเรขาคณิตและคุณสมบัติของวัสดุ การมีอยู่ของกระแสน้ำวนเหล่านี้บ่งชี้ว่าในฟิล์มที่บางเพียงพอ พารามิเตอร์ Ginzburg-Landau ที่ปรับปรุงแล้วอาจมีค่ามากกว่าในฟิล์มที่มี พฤติกรรม ตัวนำยิ่งยวดประเภท Iในปริมาณมาก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ฟิล์มบางตัวนำยิ่งยวดประเภท I สามารถรองรับกระแสน้ำวนเพิร์ลได้ ในขณะที่โดยปกติแล้วในปริมาณมาก กระแสน้ำวนเหล่านี้จะเปลี่ยนจากสถานะ Meissner ไปสู่สถานะปกติโดยตรงเมื่อใช้สนามแม่เหล็ก[ 3 ]

นอกจากนี้ ความยาวปฏิสัมพันธ์ที่ยาวนานของกระแสน้ำวน Pearl ช่วยให้การเปลี่ยนผ่าน Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) เกิดขึ้นในฟิล์มบางตัวนำยิ่งยวด ความยาวปฏิสัมพันธ์ที่สั้นของกระแสน้ำวน Abrikosov ถูกระบุว่าไม่เพียงพอที่จะสนับสนุนการเปลี่ยนผ่าน BKT อย่างไรก็ตาม Beasley, Mooij และ Orlando [ 4 ]แสดงให้เห็นว่ากระแสน้ำวน Pearl สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่าน BKT ในตัวนำยิ่งยวดฟิล์มบางได้ในทางทฤษฎี

การวัดกระแสน้ำวนไข่มุก

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฟิล์มตัวนำยิ่งยวดอาจทำให้กระแสน้ำวนเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ซึ่งเป็นสัดส่วนและตั้งฉากกับกระแสไฟฟ้า[ 5 ]เนื่องจากอยู่ใกล้กับพื้นผิวและมีการกระจายสนามที่คมชัดที่ศูนย์กลาง กระแสน้ำวนของ Pearl จึงสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ SQUID แบบสแกน [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ความ ยาวลักษณะเฉพาะที่ควบคุมการกระจายของสนามแม่เหล็กรอบศูนย์กลางของกระแสน้ำวนนั้นกำหนดโดยอัตราส่วน/ หรือที่เรียกว่า "ความยาว Pearl" โดยที่คือความหนาของฟิล์มและ คือ ความลึก ของการแทรกซึมของลอนดอน[ 9 ] เนื่องจากอัตราส่วนนี้สามารถมีขนาดระดับมหภาค (~1 มม.) ได้โดยการทำให้ฟิล์มบางเพียงพอ จึงสามารถวัดได้ค่อนข้างง่ายและใช้ในการประมาณความหนาแน่นของอิเล็กตรอนตัวนำยิ่งยวด[ 8 ] 

ที่ระยะทางสั้นกว่าความยาวของเพิร์ล กระแสน้ำวนจะมีพฤติกรรมเหมือนก๊าซคูลอมบ์ (1/ แรงผลัก)

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pearl_vortex&oldid=1326742087 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กระแสน้ำวนไข่มุก

ใน สภาพนำยิ่งยวด กระแสน้ำ วนเพิร์ล เป็นกระแสน้ำวนของกระแสยิ่งยวดในฟิล์มบางของ ตัวนำยิ่งยวดประเภท II ซึ่งอธิบายครั้งแรกในปี พ.ศ.

อนุพันธ์

ในวิทยานิพนธ์ของ Pearl [ 2 ] เขาใช้ สมการของ London เพื่อหาการตอบสนองทางแม่เหล็กของฟิล์มตัวนำยิ่งยวดบางใน สถานะ Meissner สำหรับฟิล์มที่มีความหนาอยู่ในระดับ ความลึกของการแทรกซึมของตัวนำยิ่งยวด หรือน้อยกว่านั้น...

ผลที่ตามมา

เนื่องจากความลึกของการแทรกซึมของแม่เหล็กของกระแสน้ำวนเพิร์ลเป็นฟังก์ชันของทั้งรูปทรงเรขาคณิตและคุณสมบัติของวัสดุ การมีอยู่ของกระแสน้ำวนเหล่านี้บ่งชี้ว่าในฟิล์มที่บางเพียงพอ พารามิเตอร์ Ginzburg-Landau ที่ปรับปรุงแล้วอาจมีค่ามากกว่าในฟิล์มที่มี พฤติกรรม...

การวัดกระแสน้ำวนไข่มุก

กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านฟิล์มตัวนำยิ่งยวดอาจทำให้กระแสน้ำวนเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ซึ่งเป็นสัดส่วนและตั้งฉากกับกระแสไฟฟ้า [ 5 ] เนื่องจากอยู่ใกล้กับพื้นผิวและมีการกระจายสนามที่คมชัดที่ศูนย์กลาง กระแสน้ำวนของ Pearl จึงสามารถมองเห็นได้ด้วย กล้องจุลทรรศน์...