Geum.ru

Программа курса лекций (4 курс, 8 сем., 32 ч., экзамен) Доцент Батыев Эдуард Газизович Часть 2: Сверхпроводимость

Вид материалаПрограмма курса

Содержание


Коллоквиум Коллоквиум проводится в середине семестра по материалам в соответствии с п.п. 1-9 программы Контрольная работа
Подобный материал:

Физика нормальных и сверхпроводящих металлов

Программа курса лекций
(4 курс, 8 сем., 32 ч., экзамен)


Доцент Батыев Эдуард Газизович

Часть 2: Сверхпроводимость.
  1. Основные экспериментальные факты (сверхпроводимость, эффект Мейсснера, изотопический эффект).
  2. Эффект Купера как основа для объяснения сверхпроводимости.
  3. Теория Бардина – Купера – Шриффера (БКШ). Модель. Пробная функция основного состояния. Энергия основного состояния. Параметр порядка.
  4. Энергия элементарных возбуждений в теории БКШ. Щель в спектре. Критерий сверхтекучести Ландау и сверхпроводимость.
  5. Приближение самосогласованного поля (для модели БКШ является асимптотически точным). Преобразования Боголюбова, диагонализация гамильтониана. Спектр квазичастиц при произвольной температуре.
  6. Изменение щели в спектре с температурой. Температура перехода.
  7. Изотоп-эффект. Роль кулоновского отталкивания (модель Толмачёва).
  8. Двухжидкостная концепция. Плотность сверхпроводящих электронов.
  9. Связь сверхпроводящего тока с градиентом фазы параметра порядка. Учёт магнитного поля. Квантование магнитного потока.
  10. Сверхпроводник в слабом магнитном поле. Экранирование, лондоновская глубина проникновения. Зависимость от температуры.
  11. Размер куперовской пары. Обобщение соотношения для связи тока с полем на нелокальный случай. Пиппардовская глубина проникновения. Роль примесей.
  12. Описание сверхпроводника вблизи точки перехода. Теория Гинзбурга – Ландау (ГЛ). Свободная энергия, уравнение для параметра порядка, граничное условие. Выражение для тока.
  13. Определение коэффициентов теории ГЛ из теории БКШ. Физический смысл различных вкладов в функционал ГЛ. Две длины - λ (T) и ξ(T) (глубина проникновения и длина когерентности). Параметр κ= λ (T)/ξ(T).
  14. Сверхпроводники I и II рода. Промежуточное и смешанное состояния. Поверхностное натяжение.
  15. Критические магнитные поля HC , HC1 , HC2 . Вихревая структура Абрикосова. Поверхностная сверхпроводимость (критическое поле HC3).
  16. Контакт сверхпроводник – сверхпроводник, сверхпроводник – нормальный металл. Туннельные явления.
  17. Эффект Джозефсона. Зависимость джозефсоновского тока от разности фаз и от магнитного поля. Джозефсоновская глубина проникновения (слабое магнитное поле). Вихри в джозефсоновском контакте. Интерференционные явления.
  18. Нестационарный эффект Джозефсона. Уравнение для разности фаз. Собственные колебания в джозефсоновском контакте.

Коллоквиум


Коллоквиум проводится в середине семестра по материалам в соответствии с п.п. 1-9 программы

Контрольная работа


Контрольная работа заключается в подготовке реферативного сообщения из текущей литературы, посвященной исследованиям сверхпроводимости. Цель работы – выявление уровня усвоения материала, способности студентов внятно излагать результаты работ.

Оценка на экзамене выставляется после устного ответа с учётом двух предварительных оценок.

Литература

  1. Займан Дж. Принципы теории твердого тела. М.: Мир, 1974.
  2. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1976.
  3. Лифшиц И.М., Азбель М.Я., Каганов М.И. Электронная теория металлов. М.: Наука, 1971.
  4. Каганов М.И., Лифшиц И.М. Электронная теория металлов и геометрия (обзор), УФН 120, 487 (1979).
  5. Абрикосов А.А. Основы теории металлов. М.: Наука, 1987.
  6. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Статистическая физика, часть 2. М.: Наука, 1978.
  7. Шриффер Дж. Теория сверхпроводимости. М.: Наука, 1970.
  8. Де Жен П. Сверхпроводимость металлов и сплавов. М.: Мир, 1968.
  9. Кулик И.О., Янсон И.К. Эффект Джозефсона в сверхпроводящих туннельных структурах. М.: Наука, 1970.