О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости
При разрушении магнитной неустойчивости вдоль сверхпроводника распространяется волна, разделяющая устойчивое и неустойчивое состояния. Индукционным методом определена конфигурация границы раздела этих состояний. Для Nb—Ti проволоки диаметром 0,16 мм протяженность движущейся границы составляет 1,7–...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Datum: | 2007 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127749 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости / Е.В. Беспалов, В.С. Вяткин, В.П. Ефремов, Е.П. Красноперов // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 4. — С. 435-438. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859645449173991424 |
|---|---|
| author | Беспалов, Е.В. Вяткин, В.С. Ефремов, В.П. Красноперов, Е.П. |
| author_facet | Беспалов, Е.В. Вяткин, В.С. Ефремов, В.П. Красноперов, Е.П. |
| citation_txt | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости / Е.В. Беспалов, В.С. Вяткин, В.П. Ефремов, Е.П. Красноперов // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 4. — С. 435-438. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | При разрушении магнитной неустойчивости вдоль сверхпроводника распространяется волна, разделяющая устойчивое и неустойчивое состояния. Индукционным методом определена
конфигурация границы раздела этих состояний. Для Nb—Ti проволоки диаметром 0,16 мм
протяженность движущейся границы составляет 1,7–2,4 мм в зависимости от магнитного поля.
При руйнуванні магнітної нестійкості уздовж надпровідника поширюється хвиля, що
розділяє стійкий та нестійкий стани. Індукційним методом визначено конфігурацію границі
розподілу цих станів. Для Nb—Ti дроту діаметром 0,16 мм довжина границі, що рухається,
становить 1,7–2,4 мм залежно від магнітного поля.
An avalanche wave extends along a superconducting
wire in case of collapse of magnetic instability.
This wave divides stable and unstable
states of the superconductor. The border’s configuration
between these states is measured by
the induction method. For the Nb—Ti wire of
0.16 mm in diameter the border’s length is
1.7–2.4 mm depending on magnetic field.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:27:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 4, ñ. 435–438
Î ôîðìå äâèæóùåéñÿ ãðàíèöû îáëàñòè ìàãíèòíîé
íåóñòîé÷èâîñòè
Å.Â. Áåñïàëîâ1, Â.Ñ. Âÿòêèí2, Â.Ï. Åôðåìîâ1, Å.Ï. Êðàñíîïåðîâ 2
1ÈÒÝÑ ÐÀÍ, óë. Èæîðñêàÿ, 13/19, ã. Ìîñêâà, 125412, Ðîññèÿ
2ÐÍÖ Êóð÷àòîâñêèé èíñòèòóò, ïë. Êóð÷àòîâà, 1, ã. Ìîñêâà, 123182, Ðîññèÿ
E-mail: kep@isssph.kiae.ru
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 19 èþëÿ 2006 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 20 ñåíòÿáðÿ 2006 ã.
Ïðè ðàçðóøåíèè ìàãíèòíîé íåóñòîé÷èâîñòè âäîëü ñâåðõïðîâîäíèêà ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ âîë-
íà, ðàçäåëÿþùàÿ óñòîé÷èâîå è íåóñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèÿ. Èíäóêöèîííûì ìåòîäîì îïðåäåëåíà
êîíôèãóðàöèÿ ãðàíèöû ðàçäåëà ýòèõ ñîñòîÿíèé. Äëÿ Nb—Ti ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 0,16 ìì
ïðîòÿæåííîñòü äâèæóùåéñÿ ãðàíèöû ñîñòàâëÿåò 1,7–2,4 ìì â çàâèñèìîñòè îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ.
Ïðè ðóéíóâàíí³ ìàãí³òíî¿ íåñò³éêîñò³ óçäîâæ íàäïðîâ³äíèêà ïîøèðþºòüñÿ õâèëÿ, ùî
ðîçä³ëÿº ñò³éêèé òà íåñò³éêèé ñòàíè. ²íäóêö³éíèì ìåòîäîì âèçíà÷åíî êîíô³ãóðàö³þ ãðàíèö³
ðîçïîä³ëó öèõ ñòàí³â. Äëÿ Nb—Ti äðîòó ä³àìåòðîì 0,16 ìì äîâæèíà ãðàíèö³, ùî ðóõàºòüñÿ,
ñòàíîâèòü 1,7–2,4 ìì çàëåæíî â³ä ìàãí³òíîãî ïîëÿ.
PACS: 74.25.–q Ñâîéñòâà ñâåðõïðîâîäíèêîâ I è II ðîäà;
74.25.Ha Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà;
!74.25.Qt Âèõðåâûå ðåøåòêè, ïèííèíã ïîòîêà, ïîëçó÷åñòü ïîòîêà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ñâåðõïðîâîäíèêè II ðîäà, ìàãíèòíàÿ íåóñòîé÷èâîñòü, ôîðìà ãðàíèöû.
Ââåäåíèå
Æåñòêèå ñâåðõïðîâîäíèêè II ðîäà ïîñëå îõëàæ-
äåíèÿ èõ íèæå òåìïåðàòóðû ñâåðõïðîâîäÿùåãî
ïåðåõîäà è ïîñëåäóþùåãî íàìàãíè÷èâàíèÿ (ïðîöå-
äóðà ZFC — zero field cooling) îêàçûâàþòñÿ â ìåòà-
ñòàáèëüíîì, íåóñòîé÷èâîì ñîñòîÿíèè [1]. Ñîãëàñíî
ìîäåëè êðèòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ, ïðåäëîæåííîé Áè-
íîì [1,2], ïðè èçìåíåíèè ïîëÿ âîçíèêàþò ýêðàíè-
ðóþùèå ñâåðõïðîâîäÿùèå òîêè, ïëîòíîñòü êîòîðûõ
ðàâíà êðèòè÷åñêîé âåëè÷èíå Jc(T,H). Ìîäåëü Áèíà
îáúÿñíÿåò îñíîâíûå àñïåêòû ïîâåäåíèÿ ñâåðõïðî-
âîäíèêîâ II ðîäà: äèíàìèêó ïðîíèêíîâåíèÿ âèõðåé,
íåîáðàòèìîñòü êðèâîé íàìàãíè÷èâàíèÿ, ñêà÷êè
ïîòîêà è äð. Íåóñòîé÷èâîñòü íåîäíîðîäíî íàìàã-
íè÷åííîãî ñâåðõïðîâîäíèêà îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî
�Jc/�T < 0 îòðèöàòåëüíî. Ïðè òåïëîâîì âîçìóùå-
íèè êðèòè÷åñêèé òîê ñíèæàåòñÿ, è, ñîîòâåòñòâåííî,
ìàãíèòíîå ïîëå (â âèäå âèõðåé) ïðîíèêàåò â ñâåðõ-
ïðîâîäíèê. Åñëè òåïëîåìêîñòü ñâåðõïðîâîäíèêà íå-
âåëèêà, òî âûäåëÿåìîå ïðè äâèæåíèè âèõðåé òåïëî
ìîæåò âûçâàòü óâåëè÷åíèå òåìïåðàòóðû, ïðåâû-
øàþùåå íà÷àëüíîå âîçìóùåíèå.  ýòîì ñëó÷àå ðàç-
âèâàåòñÿ ëàâèíîîáðàçíûé ïðîöåññ — ñêà÷îê ìàã-
íèòíîãî ïîòîêà, êîòîðûé ðàçðóøàåò íåóñòîé÷èâîå
ñîñòîÿíèå. Â ðåçóëüòàòå ñèñòåìà ïåðåõîäèò â òåðìî-
äèíàìè÷åñêè óñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèå ñ îäíîðîäíî ðàñ-
ïðåäåëåííûì âíóòðè ñâåðõïðîâîäíèêà ïîëåì [1,3].
 ïîñëåäíèå ãîäû èíòåðåñ ê èçó÷åíèþ ïðîöåññîâ
ðàçðóøåíèÿ íåóñòîé÷èâîñòè ñâÿçàí ñ ñîâåðøåíñòâî-
âàíèåì ñêîðîñòíîé ìàãíèòîîïòè÷åñêîé òåõíèêè, ñ
ïîìîùüþ êîòîðîé â òîíêèõ ïëåíêàõ óäàåòñÿ íàáëþ-
äàòü ïðîöåññû ïðîíèêíîâåíèÿ ïîëÿ â âèäå äåíäðèò-
íûõ ñòðóêòóð ñî ñêîðîñòÿìè áîëåå 100 êì/ñ [4].
Ñòîëü áûñòðûå ïðîöåññû, ïðåâûøàþùèå ñêîðîñòü
çâóêà, ïîòðåáîâàëè ïðèâëå÷åíèÿ íåëîêàëüíîé ýëåê-
òðîäèíàìèêè [5,6], êîòîðàÿ ñìîãëà îáúÿñíèòü ìíî-
ãèå íàáëþäàåìûå ïðîöåññû â ïëåíêàõ.
Ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû ñâåðõïðîâîäÿùåé ïëåí-
êè ïðîöåññ ïðîíèêíîâåíèÿ ïîëÿ çàìåäëÿåòñÿ [6],
è äëÿ äëèííîãî ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïðîâîäà ïîëå
âíóòðü ïðîíèêàåò ñî ñêîðîñòüþ íà 2–3 ïîðÿäêà ìåä-
ëåííåå, ÷åì â ïëåíêå [3]. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, âäîëü
ñâåðõïðîâîäÿùåé ïðîâîëîêè íàáëþäàåòñÿ ïðîäîëü-
íîå, ðàâíîìåðíîå äâèæåíèå âîëíû ðàçðóøåíèÿ ìàã-
© Å.Â. Áåñïàëîâ, Â.Ñ. Âÿòêèí, Â.Ï. Åôðåìîâ, Å.Ï. Êðàñíîïåðîâ, 2007
íèòíîé íåóñòîé÷èâîñòè (ÄÂÐÌÍ). Ïåðâûå ïîäîá-
íûå ýêñïåðèìåíòû áûëè èçëîæåíû â ðàáîòå [7].
Ïîçäíåå ïîäðîáíî èçó÷åíî ÄÂÐÌÍ âäîëü ñâåðõ-
ïðîâîäÿùèõ Nb—Ti ïðîâîëîê ðàçëè÷íîãî äèàìåòðà
[8]. Óñòàíîâëåíî, ÷òî â ïîëÿõ H < 0,3 Òë ñâåðõïðî-
âîäÿùåå ñîñòîÿíèå óñòîé÷èâî, è íà÷àëüíîå âîçìó-
ùåíèå íå ðàñøèðÿåòñÿ. Â ïîëÿõ, âûõîäÿùèõ çà
ãðàíèöó óñòîé÷èâîñòè (H � Hi = 0,3 Të), âäîëü ïðî-
âîäíèêà ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ äâèæåòñÿ âîëíà
ìàãíèòíîé íåîäíîðîäíîñòè. Óæå â ïåðâûõ ýêñïåðè-
ìåíòàõ [7] áûëî ïîêàçàíî, ÷òî õàðàêòåðíàÿ ïðî-
äîëüíàÿ ñêîðîñòü ÄÂÐÌÍ íà ïîðÿäîê âûøå, ÷åì
ñêîðîñòü äèôôóçèè ïîëÿ âíóòðü ïðîâîäíèêà, íî
ïðîôèëü ãðàíèöû, ðàçäåëÿþùåé óñòîé÷èâîå è íåóñ-
òîé÷èâîå ñîñòîÿíèÿ, îïðåäåëåí íå áûë.  ðàáîòå [9]
íà îñíîâå àíàëèçà ôîðìû èìïóëüñà ìàãíèòíîãî
ïîòîêà ïðåäëîæåí ìåòîä îïðåäåëåíèÿ ïðîôèëÿ ãðà-
íèöû ðàçäåëà ñîñòîÿíèé ïðè ÄÂÐÌÍ. Îäíàêî øè-
ðèíà ÷åòûðåõâèòêîâîé êàòóøêè (� 0,3 ìì), èñïîëü-
çîâàííîé â ïåðâûõ ýêñïåðèìåíòàõ [9], âíîñèëà
çàìåòíóþ îøèáêó â îïðåäåëÿåìûé ïðîôèëü. Â
íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðèìåíåí öèôðîâîé îñöèëëîãðàô
Tektronix 5180S, ÷óâñòâèòåëüíîñòü êîòîðîãî íà ïî-
ðÿäîê âûøå èñïîëüçîâàâøåãîñÿ ðàíåå îñöèëëîãðàôà
ÀÑÊ-3110. Ñ åãî ïîìîùüþ ïîëó÷åí äîñòàòî÷íûé
ñèãíàë îò óçêîé, îäíîâèòêîâîé ìèêðîêàòóøêè. Òåì
ñàìûì, â ðàìêàõ ìîäåëè êðèòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ñ
áîëüøîé òî÷íîñòüþ óäàëîñü îïðåäåëèòü ôîðìó ãðà-
íèöû ðàçäåëà íåóñòîé÷èâîãî è ðàâíîâåñíîãî ñîñòîÿ-
íèé ïðè ÄÂÐÌÍ.
Ýêñïåðèìåíò è ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé
Ãåîìåòðèÿ ýêñïåðèìåíòà áûëà òàêîé æå, êàê â
[8,9].  êà÷åñòâå îáðàçöîâ èññëåäîâàëè Nb—Ti ïðî-
âîëîêè äèàìåòðîì 0,16 ìì. Íà îáðàçåö áûëè íàìî-
òàíû îäíîâèòêîâûå èçìåðèòåëüíûå ìèêðîêàòóøêè
èç ìåäíîãî ïðîâîäà äèàìåòðîì 50 ìêì. Ðàññòîÿíèå
ìåæäó êàòóøêàìè ñîñòàâëÿëî 3,5–4,5 ìì. Îáðàçåö
ïîìåùàëè âäîëü îñè äëèííîãî ñâåðõïðîâîäÿùåãî
ñîëåíîèäà, è âñþ êîíñòðóêöèþ îõëàæäàëè æèäêèì
ãåëèåì. Ïîñëå äîñòèæåíèÿ òåïëîâîãî ðàâíîâåñèÿ ïî-
äàâàëñÿ òîê â ñîëåíîèä, è îáðàçåö íàìàãíè÷èâàëñÿ
(ïðîöåäóðà ZFC). Çàòåì íà îäíîì èç êîíöîâ îáðàç-
öà òåïëîâûì èëè ìàãíèòíûì èìïóëüñîì âîçáóæäà-
ëàñü óçêàÿ îáëàñòü íîðìàëüíîé ôàçû, êîòîðàÿ èíè-
öèèðîâàëà ÄÂÐÌÍ. Äâèæåíèå ôðîíòà ðàçðóøåíèÿ
ñîïðîâîæäàëîñü èçìåíåíèåì ìàãíèòíîãî ïîòîêà
d�/dt, êîòîðîå, â ñâîþ î÷åðåäü, âûçûâàëî èìïóëü-
ñû íàïðÿæåíèÿ íà èçìåðèòåëüíûõ êàòóøêàõ. Â ñïå-
öèàëüíîì ýêñïåðèìåíòå áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî ïî-
ñòîÿííàÿ âðåìåíè èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìû � ìåíåå
50 íñ. Íà ðèñ. 1 ïîêàçàíû õàðàêòåðíûå ñèãíàëû èì-
ïóëüñîâ îò äâóõ êàòóøåê â ïîëå Í = 0,6 Òë. Ïî ðàç-
íîñòè âðåìåíè ìåæäó íà÷àëàìè èìïóëüñîâ è èçâåñò-
íîì ðàññòîÿíèè ìåæäó ìèêðîêàòóøêàìè îïðåäåëÿ-
ëè ñêîðîñòü ÄÂÐÌÍ âäîëü ïðîâîäà. Â ïîêàçàííîì
íà ðèñ. 1 ñëó÷àå ñêîðîñòü V ðàâíà 3,2 êì/ñ.
Íà ðèñ. 2 èçîáðàæåíà çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè
ÄÂÐÌÍ îò ïîëÿ, êîòîðàÿ èìååò ÿðêî âûðàæåííûé
ïîðîãîâûé õàðàêòåð. Âáëèçè ïîðîãà íåóñòîé÷èâîñòè
(0,3 < Í < 0,4 Të) íàáëþäàþòñÿ ðàçäâîåíèå èì-
ïóëüñîâ, êîòîðîå âûçûâàåòñÿ íåðåãóëÿðíîñòüþ ïðî-
öåññà. Ýòî ñâÿçàíî ñ íåïîëíûì ïðîíèêíîâåíèåì íà-
ìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ â îáðàçåö.  îáëàñòè ïîëåé
0,5–1,4 Òë ïðîöåññ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ÿâëÿåòñÿ ðåãó-
ëÿðíûì, è ìû ðàññìîòðèì òîëüêî ýòó îáëàñòü.
Èíòåãðèðîâàíèåì èìïóëüñà íàïðÿæåíèÿ íà ìèê-
ðîêàòóøêå ëåãêî îïðåäåëèòü çàâèñèìîñòü îò âðåìå-
íè èçìåíÿþùåãîñÿ â íåé ìàãíèòíîãî ïîòîêà �(t).
Äëÿ òîãî, ÷òîáû íàéòè ñâÿçü ïîòîêà è ãðàíèöû ðàç-
äåëà ñîñòîÿíèé, îáðàòèìñÿ ê ðèñ. 3. Ïîñêîëüêó ãðà-
íèöà äâèæåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ V, òî óäîáíî
ïåðåéòè â äâèæóùóþñÿ c íåé ñèñòåìó êîîðäèíàò. Â
ýòîé ñèñòåìå êîîðäèíàò ãðàíèöà íåïîäâèæíà, à êà-
òóøêà (Ê) ïåðåìåùàåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ V âäîëü
ñâåðõïðîâîäíèêà. Ââåäåì ôóíêöèþ �(x), êîòîðàÿ
436 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 4
Å.Â. Áåñïàëîâ, Â.Ñ. Âÿòêèí, Â.Ï. Åôðåìîâ, Å.Ï. Êðàñíîïåðîâ
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
–16
–14
–12
–10
–8
–6
–4
–2
0
U
,1
0
B
–
3
t, 10 c
–6
Ðèñ. 1. Èìïóëüñû íàïðÿæåíèÿ íà èçìåðèòåëüíûõ êà-
òóøêàõ.
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
0
2
4
B, Òë
V
,ê
ì
/c
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè ÄÂÐÌÍ îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ.
îïèñûâàåò ïîëîæåíèå ãðàíèöû ðàçäåëà ñîñòîÿíèé.
Îñü x ðàñïîëîæèì âäîëü îñè ñâåðõïðîâîäíèêà, à
íà÷àëî êîîðäèíàò ïîìåñòèì íà îñè ïðîâîäà íàïðî-
òèâ íà÷àëà ðàçðóøåíèÿ ñâåðõïðîâîäèìîñòè íà ïî-
âåðõíîñòè îáðàçöà â íåâîçìóùåííîé îáëàñòè. Ïðè
çàäàííîì x â îáëàñòè îò âíåøíåãî ðàäèóñà ñâåðõ-
ïðîâîäíèêà R äî � ïðîíèêøåå ìàãíèòíîå ïîëå ðàâíî
âíåøíåìó ïîëþ Í0 è ÿâëÿåòñÿ îäíîðîäíûì. Â ýòîé
îáëàñòè ñîñòîÿíèå ñâåðõïðîâîäíèêà, î÷åâèäíî, óñ-
òîé÷èâîå.  îáëàñòè îò îñè ïðîâîäíèêà äî � ïîëå ÿâ-
ëÿåòñÿ íåîäíîðîäíûì è, ñîãëàñíî ìîäåëè êðèòè÷å-
ñêîãî ñîñòîÿíèÿ [1], ëèíåéíî çàâèñèò îò ðàäèóñà,
êàê èçîáðàæåíî íà ðèñ. 4. Òàêèì îáðàçîì, ãðàíèöà
ðàçäåëà �(x) îòäåëÿåò óñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèå ñâåðõ-
ïðîâîäíèêà îò íåóñòîé÷èâîãî. Ñîîòâåòñòâåííî, ôóíê-
öèÿ �(x) îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèìè óñëîâèÿìè:
H
H r R
r r
�
� �
�
�
�
0 äëÿ
äëÿ
�
� �
,
,
(1a)
(1á)
ãäå
/2� = Jc — õàðàêòåðèçóåò êðèòè÷åñêèé òîê,
à � ïðåäñòàâëÿåò ãëóáèíó ïðîíèêíîâåíèÿ ïîëÿ.
Ïðè � > 0 ïîëå ïðîíèêàåò âî âñå ñå÷åíèå ñâåðõ-
ïðîâîäíèêà. Çàäà÷à î íàõîæäåíèè �(x) èìååò ïðî-
ñòîå ðåøåíèå äëÿ � � 0, ò.å. â ñëó÷àå, êîãäà ïî-
ñëå íàìàãíè÷èâàíèÿ ïîëå ïðîíèêëî äî ñåðåäèíû
ñâåðõïðîâîäíèêà è ïëîòíîñòü êðèòè÷åñêîãî òîêà
îäèíàêîâà ïî ñå÷åíèþ. Äëÿ èññëåäóåìîé Nb—Ti
ïðîâîëîêè Jc � 106 À/ñì2. Ïîýòîìó ïðè äèàìåòðå
0,16 ìì ïîëå ïðîíèêàåò öåëèêîì ïî ñå÷åíèþ ïðîâî-
ëîêè, â ïîëÿõ H > 0,5 Òë, è ïðåäïîëîæåíèå � � 0
îïðàâäàíî.
 ïëîñêîñòè êàòóøêè (ðèñ. 3), ñîãëàñíî ðàñïðå-
äåëåíèþ ïîëÿ (1), ìàãíèòíûé ïîòîê ðàâåí
� � � �
� � � � � � ��
H R
r r dr H R
0
2 2
0
0
2 2 32 2 3
� �
� � � � � ��
�
( )
( ) ( ) ( ) � �2).
(2)
Íà ãðàíèöå ðàçäåëà èç óñëîâèÿ (1á) ïàðàìåòð
� = H0 –
�. Ïîñëå ïîäñòàíîâêè åãî â (2) èìååì
� = �H0 R2 – (�
/3) �3 . (3)
Ïîñêîëüêó ôðîíò ÄÂÐÌÍ èìååò ïîñòîÿííóþ ñêî-
ðîñòü, òî çàìåíÿÿ â èçìåðåííîì ìàãíèòíîì ïîòîêå
�(t) âðåìÿ íà t = x/V, ïîëó÷àåì ïðîñòîå ñîîòíî-
øåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ ãðàíèöû ðàçäåëà ñîñòîÿíèé
�(x) = R{1 – �(õ/V)/ �0}
1/3 , (4)
ãäå �0 = �H0R
2 — ðàâíîâåñíûé ïîòîê â ïðîâîëîêå
ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ âîëíû.
Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíà ãðàíèöà ðàçäåëà ñîñòîÿíèé
ïðè ÄÂÐÌÍ, ïîëó÷åííàÿ, ñîãëàñíî (4), äëÿ òðåõ
çíà÷åíèé ìàãíèòíîãî ïîëÿ: äëÿ ìàêñèìàëüíîé ñêî-
ðîñòè (ïðè Í = 0,6 Òë) è ïðè áîëüøèõ ïîëÿõ. Ðàç-
Î ôîðìå äâèæóùåéñÿ ãðàíèöû îáëàñòè ìàãíèòíîé íåóñòîé÷èâîñòè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 4 437
0
�
V
x
K
Ðèñ. 3. Ñõåìàòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå äâèæåíèÿ âîëíû
ìàãíèòíîé íåóñòîé÷èâîñòè.
H
H0
R
r
0
Ðèñ. 4. Ðàñïðåäåëåíèå ïîëÿ âíóòðè ñâåðõïðîâîäíèêà
äëÿ äâóõ ïîëîæåíèé êàòóøêè: äî ðàçðóøåíèÿ íåóñòîé-
÷èâîñòè (õ < 0) (– – –); íà ðàññòîÿíèè x îò íà÷àëà ãðà-
íèöû (ðèñ. 2), ãäå 0 < � < R ( ).
–0,05 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
–0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
�(
T
)/
R
=
0
,0
0
8
x, ñì
1
23
Ðèñ. 5. Ïðîôèëè äâèæóùåéñÿ ãðàíèöû ðàçäåëà óñòîé÷è-
âîãî è íåóñòîé÷èâîãî ñîñòîÿíèé Nb—Ti ïðîâîëîêè äèà-
ìåòðîì 0,16 ìì â ðàçëè÷íûõ ïîëÿõ Í, Òë: 0,6 (1); 1,2
(2); 1,35 (3).
áðîñ çíà÷åíèé ìàëûõ � ñâÿçàí ñ èçâëå÷åíèåì êîðíÿ
â (4). Íà ðèñóíêå âèäíî, ÷òî ïðîòÿæåííîñòü ãðàíè-
öû ïî îòíîøåíèþ ê ðàäèóñó âåñüìà âåëèêà è ñîñòàâ-
ëÿåò ïðèìåðíî 25:1. Ýòî îòðàæàåò èçâåñòíûé ôàêò,
÷òî ðàçðóøåíèå ñâåðõïðîâîäèìîñòè âäîëü ïðîâîëî-
êè ïðîèñõîäèò íà ïîðÿäîê áûñòðåå ïî ñðàâíåíèþ ñ
ïðîíèêíîâåíèåì ïîëÿ âíóòðü ïî ðàäèóñó [7]. Äëÿ
Nb—Ti ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 0,16 ìì ïðîòÿæåí-
íîñòü äâèæóùåéñÿ ãðàíèöû ðàçäåëà ñîñòàâëÿåò
1,7 ìì ïðè ìàêñèìàëüíîé ñêîðîñòè 3,2 êì/ñ.
 áîëüøèõ ïîëÿõ ñêîðîñòü ÄÂÐÌÍ ñíèæàåòñÿ, è
ïðîòÿæåííîñòü ãðàíèöû óâåëè÷èâàåòñÿ äî 2,4 ìì â
ïîëå Í � 1,4 Òë.
Ïîëîæèòåëüíàÿ êðèâèçíà çàâèñèìîñòè �(x) ñâÿ-
çàíà ñ òåì, ÷òî ïðîäîëüíîå äâèæåíèå ãðàíèöû ÿâëÿ-
åòñÿ ðàâíîìåðíûì (x = Vt), à ïîïåðå÷íîå äâèæåíèå
– äèôôóçèîííûì. Ïîëàãàÿ êîýôôèöèåíò äèôôóçèè
ïîëÿ âíóòðü ñâåðõïðîâîäíèêà Dm, óðàâíåíèå äëÿ
ãðàíèöû ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå (R – �)2 �
� (Dm/V)x. Ýòî ðàâåíñòâî ñïðàâåäëèâî íà íåêîòî-
ðîì óäàëåíèè îò íà÷àëà ôðîíòà, òàê êàê ìàãíèòíîå
ïîëå íå ìîæåò èìåòü èçëîìà. Ïîñêîëüêó ñ óâåëè÷å-
íèåì ñêîðîñòè ïðîòÿæåííîñòü ãðàíèöû òàêæå óâåëè-
÷èâàåòñÿ, òî îòíîøåíèå (R – �)2V/x = Dm ÿâëÿåòñÿ
êîíñòàíòîé. Â èíòåðâàëå 0,02 < x < 0,14 èç êðèâûõ
íà ðèñ. 5 ëåãêî ïîëó÷èòü Dm = (2–3)·102 ñì2/ñ. Ýòî
çíà÷åíèå áëèçêî ê çíà÷åíèÿì êîýôôèöèåíòà ìàãíèò-
íîé äèôôóçèè ïðè ñêà÷êàõ ïîòîêà (ñì. [3], ñòð. 51).
Òàêèì îáðàçîì, âïåðâûå îïðåäåëåíà ôîðìà ãðà-
íèöû ðàçäåëà ôàç è åå ïðîòÿæåííîñòü ïðè ðàñïðî-
ñòðàíåíèè ìàãíèòíîé íåóñòîé÷èâîñòè â ñâåðõïðîâî-
äÿùåé ïðîâîëîêå. Äàííûé ìåòîä ìîæåò áûòü
ïîëåçíûì ïðè èçó÷åíèè ñêà÷êîâ ïîòîêà â ïðîòÿæåí-
íûõ ñâåðõïðîâîäíèêàõ.
Àâòîðû áëàãîäàðÿò Ä.Ñ. Êàëèíè÷åíêî çà ïîìîùü
â îáðàáîòêå íåêîòîðûõ èçìåðåíèé.
1. M.N. Wilson, Superconducting Magnets, Clarendon,
Oxford, UK (1983).
2. C.P. Bean, Rev. Mod. Phys. 36, 31 (1964).
3. Ð.Ã. Ìèíö, À.Ë. Ðàõìàíîâ, Íåóñòîé÷èâîñòè â ñâåðõ-
ïðîâîäíèêàõ, Íàóêà, Ìîñêâà (1984).
4. U. Bolz, B. Biehler, D. Schmidt, B.-U. Runge, and P.
Leiderer, Europhys. Lett. 64, 517 (2003).
5. A.L. Rakhmanov, D.V. Shantsev, Y.M. Galperin, and
T.H. Jonsen, Rhys. Rev. B70, 224502 (2004).
6. B. Biehler, B.-U. Runge, P. Leiderer, and R.G. Mints,
Phys. Rev. B72, 024532 (2005).
7. M.S. Walker and J.K. Hulm, J. Appl. Phys. 37, 1015
(1966).
8. G.L. Dorofeev, E.P. Krasnoperov, Y.D. Kuroedov, and
V.S. Vyatkin, Physica C402, 196 (2004).
9. Å.Ï. Êðàñíîïåðîâ, Ïðåïðèíò ÈÀÝ-6399/10 (2006).
On the form of the moving magnetic instability
border
E.V. Bespalov, V.S. Vyatkin,
V.P. Efremov, and E.P. Krasnoperov
An avalanche wave extends along a supercon-
ducting wire in case of collapse of magnetic in-
stability. This wave divides stable and unstable
states of the superconductor. The border’s confi-
guration between these states is measured by
the induction method. For the Nb—Ti wire of
0.16 mm in diameter the border’s length is
1.7–2.4 mm depending on magnetic field.
PACS: 74.25.–q Properties of type I and type II
superconductors;
74.25.Ha Magnetic properties;
74.25.Qt Vortex lattices, flux pinning,
flux creep.
Keywords: type II superconductors, magnetic in-
stability, form of border.
438 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 4
Å.Â. Áåñïàëîâ, Â.Ñ. Âÿòêèí, Â.Ï. Åôðåìîâ, Å.Ï. Êðàñíîïåðîâ
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127749 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:27:13Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Беспалов, Е.В. Вяткин, В.С. Ефремов, В.П. Красноперов, Е.П. 2017-12-27T15:36:35Z 2017-12-27T15:36:35Z 2007 О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости / Е.В. Беспалов, В.С. Вяткин, В.П. Ефремов, Е.П. Красноперов // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 4. — С. 435-438. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 74.25.–q, 74.25.Ha, !74.25.Qt https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127749 При разрушении магнитной неустойчивости вдоль сверхпроводника распространяется волна, разделяющая устойчивое и неустойчивое состояния. Индукционным методом определена конфигурация границы раздела этих состояний. Для Nb—Ti проволоки диаметром 0,16 мм протяженность движущейся границы составляет 1,7–2,4 мм в зависимости от магнитного поля. При руйнуванні магнітної нестійкості уздовж надпровідника поширюється хвиля, що розділяє стійкий та нестійкий стани. Індукційним методом визначено конфігурацію границі розподілу цих станів. Для Nb—Ti дроту діаметром 0,16 мм довжина границі, що рухається, становить 1,7–2,4 мм залежно від магнітного поля. An avalanche wave extends along a superconducting wire in case of collapse of magnetic instability. This wave divides stable and unstable states of the superconductor. The border’s configuration between these states is measured by the induction method. For the Nb—Ti wire of 0.16 mm in diameter the border’s length is 1.7–2.4 mm depending on magnetic field. Авторы благодарят Д.С. Калиниченко за помощь в обработке некоторых измерений. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости On the form of the moving magnetic instability border Article published earlier |
| spellingShingle | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости Беспалов, Е.В. Вяткин, В.С. Ефремов, В.П. Красноперов, Е.П. Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| title | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости |
| title_alt | On the form of the moving magnetic instability border |
| title_full | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости |
| title_fullStr | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости |
| title_full_unstemmed | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости |
| title_short | О форме движущейся границы области магнитной неустойчивости |
| title_sort | о форме движущейся границы области магнитной неустойчивости |
| topic | Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| topic_facet | Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127749 |
| work_keys_str_mv | AT bespalovev oformedvižuŝeisâgranicyoblastimagnitnoineustoičivosti AT vâtkinvs oformedvižuŝeisâgranicyoblastimagnitnoineustoičivosti AT efremovvp oformedvižuŝeisâgranicyoblastimagnitnoineustoičivosti AT krasnoperovep oformedvižuŝeisâgranicyoblastimagnitnoineustoičivosti AT bespalovev ontheformofthemovingmagneticinstabilityborder AT vâtkinvs ontheformofthemovingmagneticinstabilityborder AT efremovvp ontheformofthemovingmagneticinstabilityborder AT krasnoperovep ontheformofthemovingmagneticinstabilityborder |