Границы устойчивости критического состояния жесткого сверхпроводника Nb₃Al на Н–Т плоскости

Abstract

Впервые изучена неустойчивость критического состояния сверхпроводника второго рода Nb₃Al при одновременном учете реальных зависимостей тепловых и проводящих свойств материала от температуры Т и магнитного поля Нe. Для этого экспериментально в сильном (до 12 Тл) магнитном поле исследованы зависимости теплоемкости С(Т,Не), намагниченности М(Т,Нe) и магнитострикции ΔL(Т,Нe) сверхпроводника. На основе экспериментальных данных по теплоемкости в широком интервале температур и магнитных полей Hc₁ ≤ He ≤ Hc₂ найдена ширина щели, коэффициент при линейном члене, определяющий электронный вклад в теплоемкость, температура Дебая и другие параметры. Из экспериментальных исследований намагниченности восстановлены зависимости критического тока сверхпроводника Jc(T,He). Используя экспериментальные данные для температурной и полевой зависимостей тепловых и проводящих свойств, рассчитаны петли гистерезиса намагниченности и магнитострикции.

Вперше вивчено нестійкість критичного стану надпровідника другого роду Nb₃Al при одночасному обчисленні реальних залежностей теплових та провідних властивостей матеріалу від температури Т та магнітного поля Нe. Для цього експериментально в сильному (до 12 Тл) магнітному полі досліджено залежності теплоємності С(Т,Не), намагніченості М(Т,Нe) та магнітострикції ΔL(Т,Нe) надпровідника. На основі експериментальних даних по теплоємності в широкому інтервалі температур і магнітних полів Hc₁ ≤ He ≤ Hc₂ знайдено ширину щілини, коефіцієнт при лінійному члені, який визначaє електронний вклад в теплоємність, температуру Дебая та інші параметри. З експериментальних досліджень намагніченості побудовано залежності критичного струму надпровідника Jc(T,He). Використовуючи експериментальні дані для температурної і польової залежностей теплових та провідних властивостей, розраховано петлі гістерезису намагніченості та магнітострикції.

Stability of the critical state of type-II hard superconductors with respect to small fluctuations of temperature Т or magnetic field Нe is strongly dependent on material properties. For this purpose, heat capacity С(Т,Нe), magnetization М(Т,Нe) and magnetostriction ΔL(Т,Нe) of the superconductor were measured in a strong (up to 12 Т) magnetic field. The experimental data on heat capacity in a wide temperature range and in magnetic fields Hc₁ ≤ He ≤ Hc₂, were used to determine the gap width and some other parameters such as the coefficient of the linear term defining the electron contribution to the heat capacity and the Debye temperature. The experiments on magnetization allowed the critical current dependences of the superconductor Jc(T, He) to be recovered. The experimental data on temperature and field dependences of thermal and conducting properties were used to calculate magnetization and magnetostriction hysteresis loops.