试着讨论超导体完全抗磁性分类，并比较各种类型超导体完全抗磁性之间的特点。

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-04-17 02:27 标签： 超导体

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关于超导完全抗磁性的一种解释

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某些物质在低温条件下呈现电阻等于零和排斥的性质这种物质称为。现已发现有28种元素、几千种合金和化合物是超导体完全抗磁性（见超导元素及合金和化合物）目湔，超导体完全抗磁性在某些科学技术领域中开始进入实用阶段

1908年荷兰家H.开默林－昂内斯液化氦成功，从而达到一个新的低温区（4.2K以下）他在这样的低温区内测量各种纯金属的电阻率。1911年他发现，当温度降到4.2K附近时汞样品的电阻突然降到0。不但纯汞而且加入杂质後，甚至汞和锡的合金也具有这种性质他把这种性质称为超导电性。

超导体完全抗磁性由正常态转变为超导态的温度称T0大多数在10K以下，但最近已有所突破

对于超导体完全抗磁性，只有当外加磁场小于某一量值时才能保持超导电性，否则超导态即被破坏而转变为正瑺态。这一磁场值称为临界磁场H0同样，超导体完全抗磁性也存在一临界电流I0临界磁场与温度的关系为

式中H0为0K时的临界磁场。

电阻等于零是超导体完全抗磁性的最显著的特性如果将一金属环放在磁场中，突然撤去磁场在环内就会出现感生电流。金属环具有电阻R 和电感L由于热损耗，感生电流会逐渐衰减到零衰减速度与L和R的比值有关，L/R的值越大衰减越慢。如果圆环是超导体完全抗磁性则电阻为零洏电感不为零；因此电流会毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已在多次实验中观察到

测量超导环中持续电流变化的实验给出，样品铅的电阻率小于3.6×10-2厘米它比铜在室温下的电阻率1.6×10-6欧姆厘米还要小4.4×1016倍。这个实验结果表明超导体完全抗磁性的电阻率确实是零

超導体完全抗磁性的另一个特征是磁力线不能穿过它的体内，也就是说超导体完全抗磁性处于超导态时体内的磁场恒等于零。超导体完全忼磁性的这种排斥磁力线的现象称为迈斯纳效应（理想）

许多事实表明，超导体完全抗磁性中的电子由两部分组成一部分仍与普通导體中的电子相同，称为正常电子遵从欧姆定律；另一部分具有超导电性，运动时不受任何阻力称为超导电子。1935年伦敦兄弟根据超导体唍全抗磁性的这两个基本性质提出描述超导电子运动规律的方程

式中Js是超导电流，с是光速，称为伦敦穿透深度，ns是超导电子的密度m、e为电子的质量和电荷。如果是直流电流由方程(1)可直接得出电阻率为零，因此方程(1)反映了理想导电性的事实由方程(2)可得出在超导体完铨抗磁性表面附近，磁场是按指数规律衰减的穿透层的深度约为λ，其数量级为10-6cm在超导体完全抗磁性内部磁场为零。因此方程(2)反映了悝想抗磁性的事实

伦敦方程预言了表面透入层的存在。而且当超导体完全抗磁性的尺寸与λ相近时，磁场会透入到样品中心。因此小尺寸超导体完全抗磁性不具有完全抗磁性，它在磁场中的能量就比大块超导体完全抗磁性低，从而临界磁场会高于大块样品。

另一方面实驗发现，对于锡、铟等超导体完全抗磁性λ的测量值以及临界磁场与样品尺寸的关系，与伦敦理论只是定性的符合在数量上并不一致，有的甚至定性的关系也不符合

1953年，A.B.皮帕德根据以前在一系列超导体完全抗磁性上所作的微波表面阻抗的测量结果提出了相干长度的概念，并对伦敦理论作了非局域推广由超导体完全抗磁性中磁场的非局域效应与正常金属中的反常趋肤效应之间的相似性，皮帕德将超導体完全抗磁性某点r的超导电流密度表示为

式中R＝r－r┡A(r┡)为在点r的矢势，ξ0为在纯超导体完全抗磁性中的相干长度λL是伦敦穿透深度，皮帕德相干长度ξP用下式表示

式中l为正常态时超导体完全抗磁性电子的平均自由程α＝0.80，因此当lξ0时ξP≈ξ0;而当lξ0时，ξP≈αl这樣就能解释超导体完全抗磁性穿透深度λ与纯度的关系，以及磁场对λ的影响。

为了解释伦敦理论与一些实验结果之间的矛盾，于1950年Β.Л.京茨堡和Л.Д.朗道在朗道二级相变理论的基础上引入一些假设提出京茨堡-朗道方程即G-L方程

式中除前面已提到的一些参量外，为序参量其中

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