Эффект Литтла-Паркса для двухзонных сверхпроводников

Abstract

В рамках подхода Гинзбурга–Ландау построена теория эффекта Литтла–Паркса для двухзонных сверхпроводников. Получена общая формула, отражающая зависимость относительного сдвига температуры сверхпроводящего перехода Δtc от величины внешнего магнитного потока Ф. В частном случае формула описывает классический эффект Литтла–Паркса для однозонных сверхпроводников. Вопреки имеющимся в литературе утверждениям, зависимость Δtc=Δtc(Ф) для двухзонных сверхпроводников строго периодическая, как и в классическом эффекте. Основное отличие от классического эффекта, допускающее экспериментальную проверку, заключается в непараболическом характере зависимости Δtc=Δtc(Ф). В случае совпадения физических параметров обеих зон на графике Δtc=Δtc(Ф) появляются дополнительные наблюдаемые особенности. Исследование экстремальных свойств функционала свободной энергии позволило установить важное, не отмеченное ранее в литературе ограничение на один из феноменологических параметров.

У рамках підходу Гінзбурга–Ландау побудовано теорію ефекту Літтла–Паркса щодо двозонних надпровідників. Отримано загальну формулу, яка відображає залежність відносного зсуву температури надпровідного переходу Δtc від величини зовнішнього магнітного потоку Ф. У окремому випадку формула описує класичний ефект Літтла–Паркса для однозонних надпровідників. Всупереч наявним у літературі твердженням, залежність Δtc=Δtc(Ф) щодо двозонних надпровідників строго періодична, як і у класичному ефекті. Основна відмінність від класичного ефекту, що допускає експериментальну перевірку, полягає в непараболічному характері залежності Δtc=Δtc(Ф). У випадку збігу фізичних параметр ів обох зон на графіку Δtc=Δtc(Ф) з’являються додаткові особливості. Дослідження екстремальних властивостей функціонала вільної енергії дозволило встановити важливе, не відзначене раніше в літературі обмеження на один з феноменологічних параметрів.

The theory of the Little–Parks effect for twoband superconductors is constructed within the framework of the Ginzburg–Landau approach. A general formula describing the dependence of relative shift of the superconducting transition temperature, Δtc, on external magnetic flux, Ф, is derived. As a particular case, this formula contains the classical Little–Parks effect for one-band superconductors. Contrary to the statements available in literature, the dependence Δtc=Δtc(Ф) is strictly periodic, as in the classical effect. The main distinction from the classical effect, which allows for experimental observation, lies in the nonparabolic character of the dependence Δtc=Δtc(Ф). In the case where the physical parameters of both the bands coincide, the graph Δtc=Δtc(Ф) exhibits additional features. As a result of the investigation into extremal properties of the free-energy functional we have established an important restriction on one of the phenomenological parameters unnoticed in previous literature.