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.