Структура за темами

  • Загальне

    Електродинаміка надпровідників базується на т.з. «дворідинній моделі», яка враховує співіснування в обємі надпровідника «нормальної» та надплинної електронної рідини, яка є   «квантово-корельваним» конденсатом електронів, що рухається згідно законів квантової механіки. В курсі розглядаються лінійна та нелінійна електродинаміка надпровідників на постійному та змінному струмі, а також ефекти макроскопічної квантової когерентності, що виникають у надпровідному стані , зокрема – ефект Джозефсона і його застосування в сучасній електроніці.   


    • Тема 1

      Основні поняття та уявлення 

      Квантові кореляції в Бозе- і Фермі–системах при низьких температурах Виникнення надплинного стану Не4 та надпровідного стану в металах– основні експериментальні факти. Термодинаміка фазових переходів у надплинний та надпровідний стани. Фазові діаграми для Не4 та надпровідників. Макроскопічна квантова когерентність надплинного та надпровідного станів.

       

       


    • Тема 2

      БОЗЕ - КОНДЕНСАЦІЯ  ТА НАДПЛИННІСТЬ 

      Явище Бозе-конденсації в ансамблі Бозе частинок та природа надплинності. Фонони і ротони у надплинному Не-ІІ.  Крітерій надплинності Ландау. Формування куперовських електронних пар та механізм надпровідності металів - основні уявулення мікроскопічної теорії надпровідності Бардіна-Купера-Шріффера. Квазічастинкові збудження у надпровідниках.

       


    • Тема 3

      ДВОРІДИННА МОДЕЛЬ НАДПЛИННОГО СТАНУ

      Дворідинна модель для надплинного Не-ІІ та надпровідників – феноменологічна теорія. Температурна залежність густини надплинной та нормальної компонент в  Не-ІІ та надпровідниках. Експерименти з надплинним гелієм. Нульовий електричний опір та ефект Мейсснера-Оксенфельда в надпровідниках. Критичний струм та критичні магнітні поля у надпровідниках.

       


    • Тема 4

      ЛІНІЙНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА НАДПРОВІДНИКІВ 

                  Рівняння Лондонів. Глибина проникнення слабкого магнітного поля та ефект Мейсснера в надпровідниках. Квантування магнітного потоку в багатозв’язних надпровідниках. Феноменологічна теорія лінійного високочастотного відгуку надпровідників. Комплексна провідність на змінному струмі.  Скін ефект у надпровідниках. Поверхневий імпеданс надпровідників у НВЧ діапазоні. Порівняння даних експериментів із результатами феноменологічної теорії.


    • Тема 5

      ТЕОРІЯ ГІНЗБУРГА – ЛАНДАУ ДЛЯ НАДПРОВІДНИКІВ 

      Параметр порядку для фазового переходу ІІ роду у надпровідний стан. Термодинамічне критичне магнітне поле Нс. Рівняння Гінзбурга-Ландау та граничні умови. Два масштаби довжини теорії Гінзбурга-Ландау. Ефект близькості на границі нормальний метал - надпровідник. Критичний струм Гінзбурга-Ландау. Ефект Літтла-Паркса

       


    • Тема 6

      .  ВИХОРИ АБРИКОСОВА ТА ЗМІШАНИЙ СТАН НАДПРОВІДНИКІВ    

                  Вихори у надплинному Не-ІІ та надпровідниках. Надпровідники І-го та ІІ-го роду. Критичні магнітні поля Нс1, Нс2, Нс3 для надпровідників ІІ-го роду. Структура вихору Абрикосова. Власна енергія та енергія взаємодії вихорів. Вихрова решітка та змішаний стан надпровідників ІІ-го роду. Сила Лоренца та в’язкий рух вихрів у надпровіднику із струмом. Пінінг вихрів. Критичний струм депінінгу. Крип магнітного потоку у надпровідниках.


    • Тема 7

      НЕЛІНІЙНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА НАДПРОВІДНИКІВ У ВЕЛИКИХ ПОЛЯХ І СТРУМАХ 

                  Модель критичного стану. Енергія активаціїї вихрів. Термоактивований рух вихрів  Крип магнітного потоку у надпровідниках.  Нелінійна дифузія вихрів. ВАХ надпровідника у змішаному стані. Фазова діаграма змішаного стану надпровідника. Поняття «вихрового скла» та «вихрової рідини». Електродинамічні властивості для різних станів вихрових ансамблів. 


    • Тема 8

      СЛАБКА НАДПРОВІДНІСТЬ. ЕФЕКТИ ДЖОЗЕФСОНА                    

                  Загальна квантовомеханічна модель ефекту Джозефсона в слабкозв’язаній надплинній системі. Стаціонарний та нестаціонарний ефекти Джозефсона. Приклади слабкого зв’язку надпровідників: тунельний контакт S-І-S, S-N-S контакт, місток Дайєма. Слабкі зв’язки у високотемпературних надпровідних матеріалах. Резистивний стан джозефсонівського контакту: RSJ – модель. Джозефсонівський контакт в магнітному полі: рівняння Феррелла – Прейнджа. Джозефсонівські вихори. Залежність критичного струму джозефсонівського контакту від магнітного поля.   

       


    • Тема 9

      ВИКОРИСТАННЯ НАДПРОВІДНИКІВ В ЕЛЕКТРОТЕХНІЦІ ТА ЕЛЕКТРОНІЦІ          

                  Створення електропровідних матеріалів з високою струмонесучою здатністю на основі високотемпературних надпровідників. Умови для ефективного пінінгу вихрів у ВТНП покриттях та плівках. Вплив границь зерен на електромагнітні властивості ВТНП матеріалів. Джозефсонівські єлементи на бікристалічних ВТНП плівках. Джозефсонівські приймачі та генератори на основі ВТНП матеріалів. СКВІДи та їхнє застосування.