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Die kritischen Felder von supraleitenden Indium-Blei-Legierungen

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Physik der kondensierten Materie

Zusammenfassung

In derα-Phase des Indium-Blei Legierungssystems wurden zwischen 0 und 10 at % Pb eingehende Magnetisierungs- und Widerstandsmessungen im longitudinalen Magnetfeld durchgeführt. Die Resultate wurden im Rahmen der GLAG-Theorie analysiert und dieℵ-Werte der Legierungen bestimmt. Für Konzentrationen größer als 4,2 at % Pb sind die Legierungen Supraleiter 2. Art. Die Variation vonℵ mit der Temperatur ist von der freien Weglänge abhängig: sie ist für die größeren Konzentrationen etwas stärker als für die kleineren. Ein Vergleich mit den neuesten Theorien und anderen Experimenten zeigt, daß dieses Problem noch nicht gelöst ist. Das Phänomen der Oberflächen-Supraleitung und dem damit verbundenen kritischen FeldH c3 kann mit der vonSaint-James undde Gennes aufgestellten Theorie sehr gut beschrieben werden. Die KonstanteC 0=H c3/H c2 ist jedoch für alle Legierungen ungefähr 10% größer als der theoretische Wert 1,694. Durch Verkupfern der Oberfläche konnte nachgewiesen werden, daß dieses Phänomen nicht durch oberflächliche Inhomogenitäten verursacht wird. Kupfer reduziertH c3, und man findetC Cu=1,15. Die Konzentrationsabhängigkeiten vonT c undγ zeigen bei 7 at % Pb Abweichungen vom monotonen Verlauf: dieT c-Kurve ändert ihre Steigung, währendγ auf einen kleineren Wert fällt. Dieses Verhalten wird mit einem Berührungseffekt von Fermifläche und Brillouinzone erklärt.

Résumé

On présente les résultats d'une étude de la résistance électrique et d'aimantation dans un champ longitudinal sur des alliages Indium-Plomb dans la phaseα. Les résultats ont été analysés selon la théorie de Ginzburg-Landau-Abrikosov-Gorkov et on a détérminé le paramètreℵ. Pour des concentrations au dessus de 4,2 at % Pb les alliages sont des supraconducteurs de la deuxième espèce. La variation deℵ avec la température dépend du libre parcour moyen et est moins prononcée pour les alliages plus dilués. Ce n'est pas en accord avec les théories les plus récentes.

Le phénomène de la supraconductivité de la surface avec le champ critiqueH c3 est bien décrit par la théorie deSaint-James etde Gennes. Mais pour tous les alliages étudiés la constanteC 0=H c3/H c2 est plus grande que la valeur théorique 1,694 par environ 10%. Par déposition électrolytique du Cu sur la surface des spécimens on réduitH c3 et obtientC cu=1,15. Cela indique que ce phénomène n'est pas dû aux filaments à la surface.

Dans les variations deT c et deγ avec la concentration on observe des irrégularités à 7 at % Pb. On peut les expliquer par un attouchement de la surface de Fermi avec la zone de Brillouin.

Abstract

Resistance and magnetization measurements have been made onα-phase Indium Lead alloys in a longitudinal magnetic field. The results have been analyzed in terms of the Ginzburg-Landau-Abrikosov-Gorkov theory and the parameterℵ of the alloys has been determined. Alloys with concentrations greater than 4.2 at % Pb are superconductors of the second kind. The temperature variation ofℵ depends on the mean free path and is somewhat less pronounced for the more dilute alloys. This behaviour is not adequately described by the recent theories.

The phenomena of surface superconductivity and its critical fieldH c3 are in good agreement with the theory ofSaint-James andde Gennes except for the constantC 0=H c3/H c2 which for all the alloys studied is about 10% higher than the theoretical value 1.694. Electrolytic deposition of Cu on the surface reducesH c3 and givesC cu=1.15 and excludes the alternative explanation of surface filaments.

The concentration dependences ofT c andγ show irregularities at 7 at % Pb. They can be explained by the touching of the Fermi surface with the Brillouin zone boundary.

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Authors and Affiliations

  1. Institut für kalorische Apparate und Kältetechnik, Eidgenössischen Technischen Hochschule, Zürich

    Suso Gygax

  2. University of California San Diego, La Jolla, Calif., USA

    Suso Gygax

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  1. Suso Gygax
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Gygax, S. Die kritischen Felder von supraleitenden Indium-Blei-Legierungen. Phys kondens Materie 4, 207–229 (1965). https://doi.org/10.1007/BF02423843

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