Field dependence of the superconducting properties induced by proximity effects: Breakdown fields

Abstract

It has been shown that the proximity-effect induced superconductivity in the normal partN of a superconductor-normal metal binary layer (such asIn Bi/Zn) can screen a magnetic field up to a critical fieldH _b. AtH _b, a sharp penetration of flux intoN occurs. However, the breakdown fieldH _b can only be observed for certain values of the thickness ofN and of temperature. We study here the domain of existence ofH _b as a function of these two parameters. We also show that studies onH _b yield some information on the properties of the pair potential inN. Thus measurements onH _b performed at the critical temperature ofN confirm the theoretical predictions concerning the remarkable behavior of the order parameter inN at this temperature.

Résumé

Il a été montré que la supraconductivité induite par effet de proximité dans la partie normaleN d'un bilame supraconducteur-métal normal (tel queIn Bi/Zn) peut écranter un champ magnétique jusqu'à un champ critiqueH _b. AH _b, le flux pénètre brusquement dansN.H _b, champ de basculement, n'est cependant observable que pour certaines valeurs de l'épaisseur deN et de la température. Nous étudions ici le domaine d'existence deH _b en fonction de ces deux paramètres. Nous montrons également que l'étude deH _b permet d'accéder aux propriétes du potentiel de paires dansN. Ainsi, des mesures deH _b effectuées à la température critique deN confirment les prédictions théoriques sur le comportement remarquable du paramètre d'ordre dansN à cette température.

Zusammenfassung

Es wurde nachgewiesen, daß die durch den „proximity effect” induzierte Supraleitung im normalen TeilN einer doppelschichtigen supraleitenden-normalleitenden Schicht (wie z.B.In Bi/Zn) in der Lage ist, ein magnetisches Feld bis zu einem WertH _b abzuschirmen. BeiH _b dringt das Feld plötzlich in das normale Gebiet ein. Indessen kann das FeldH _b nur für gewisse Schichtdicken vonN und für bestimmte Temperaturen beobachtet werden. Wir untersuchen hier den Bereich vonH _b als Funktion dieser beiden Parameter. Wir zeigen weiter, daß Untersuchungen vonH _b einige Schlüsse über die Eigenschaften des Paarpotentials inN zulassen. Weiter bestätigen Messungen vonH _b, ausgeführt bei der kritischen Temperatur vonN, die theoretischen Voraussagen über das bemerkenswerte Verhalten des Ordnungsparameters inN bei dieser Temperatur.