超導體

混合態的磁通渦旋線 (The Mixed Stated)
國立虎尾科技大學電子工程系吳添全助理教授/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

1957年阿列克謝．阿布里科索夫 (Alexei Abrikosov) 根據金茲堡-朗道理論，仔細的計算外加磁場下超導體的特性，發現超導體的另一種形態稱為第二類超導。阿布里科索夫的計算預測磁力線可穿透第二類超導，穿透的磁通是量子化的，稱為「渦漩磁通」(vortices)（如圖1）。混合態的渦旋磁通結構為量子化的通通線及環形的超流電流渦旋。對超導體施加磁場時，磁通是以量子化的形式進入超導材料中，即捕獲的磁通是量子化的Φ = nΦ ，n = 1,2,3,……。對第一類超導體而言，由於Meissner效應是完全的，所以n = 0；但對第二類超導體而言，混合態並非完全的抗磁，當外加磁場超過HC1時磁通進入超導材料中，這些磁通線被超導材料所包圍。阿布里科索夫更進一步預測，這些渦漩磁通會相互排斥，而排列成六角形的晶格 (Abrikosov lattice) 磁通的釘扎作用 (flux pinning effect) 是二類超導體特有的性質，它對提昇超導材料的臨界電流密度有很大的貢獻。