Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hiệu ứng Meissner, Hiệu ứng Spin Meissner và Sự đuổi điện tích trong các siêu dẫn
Tóm tắt
Hiệu ứng Meissner và hiệu ứng Spin Meissner là sự hình thành tự phát của dòng điện tích và dòng spin tương ứng gần bề mặt của kim loại, khi chuyển sang trạng thái siêu dẫn. Hiệu ứng Meissner đã được biết đến rộng rãi nhưng, tôi cho rằng nó không được giải thích bởi lý thuyết thông thường; hiệu ứng Spin Meissner vẫn chưa được phát hiện. Tôi đề xuất rằng cả hai hiệu ứng đều xảy ra ở tất cả các siêu dẫn, hiệu ứng đầu tiên xảy ra trong sự hiện diện của trường từ tĩnh được áp dụng, còn hiệu ứng thứ hai thậm chí còn xảy ra ngay cả khi không có trường bên ngoài được áp dụng. Cả hai hiệu ứng đều có thể được hiểu dựa trên giả định rằng các electron mở rộng quỹ đạo của chúng và do đó làm giảm năng lượng động lượng lượng tử trong quá trình chuyển tiếp sang siêu dẫn. Liên quan đến quá trình này, kim loại đuổi điện tích âm khỏi bên trong ra bề mặt và một trường điện được tạo ra ở bên trong. Dòng điện tích phản ứng có thể được hiểu là phát sinh từ lực Lorenz từ trường lên các electron hướng ra ngoài theo phương tia, và dòng spin kết quả có thể được hiểu là phát sinh từ hiệu ứng Spin Hall bắt nguồn từ sự kết hợp kiểu Rashba của mômen từ của electron với trường điện bên trong. Điện động lực học liên quan rất khác biệt so với điện động lực học London, nhưng có thể được mô tả bằng một sửa đổi nhỏ các phương trình London thông thường. Sự ổn định của trạng thái siêu dẫn và độ đồng pha vĩ mô của nó phụ thuộc vào thực tế rằng mômen động lượng quỹ đạo của các hạt mang dòng spin được tìm thấy là chính xác ħ/2, cho thấy nguồn gốc topological. Sự đơn giản và tính phổ quát của lý thuyết của chúng tôi lập luận cho tính hợp lệ của nó, và sự xuất hiện của hiện tượng siêu dẫn trong nhiều loại vật liệu có thể được hiểu trong khuôn khổ lý thuyết của chúng tôi.
Từ khóa
#Hiệu ứng Meissner; Hiệu ứng Spin Meissner; Siêu dẫn; Dòng điện tích; Dòng spin; Lực Lorenz; Hiệu ứng Spin HallTài liệu tham khảo
Meissner, W., Ochsenfeld, R.: Naturwissenschaften 21, 787 (1933)
Tinkham, M.: Introduction to Superconductivity, 2nd edn. McGraw-Hill, New York (1996)
Cohen, M.L.: Mod. Phys. Lett. B 24, 2755 (2010)
Hirsch, J.E.: Phys. Rev. B 68, 184502 (2003)
Hirsch, J.E., Marsiglio, F.: Physica C 162–164, 591 (1989)
Hirsch, J.E.: J. Phys. Chem. Solids 67, 21 (2006)
Hirsch, J.E.: Physica C 199, 305 (1992)
Hirsch, J.E.: Physica C 341–348, 213 (2000)
Hirsch, J.E., Marsiglio, F.: Physica C 331, 150 (2000)
Hirsch, J.E., Marsiglio, F.: Phys. Rev. B 62, 15131 (2000)
Hirsch, J.E.: Phys. Rev. B 69, 214515 (2004)
Hirsch, J.E.: Europhys. Lett. 81, 67003 (2008)
Hirsch, J.E.: J. Supercond. Nov. Magn. 22, 131 (2009)
Hirsch, J.E.: Ann. Phys. (Berlin) 17, 380 (2008)
Aharonov, Y., Casher, A.: Phys. Rev. Lett. 53, 319 (1984)
Anandan, J.: Phys. Lett. A 138, 347 (1989)
Hagen, C.R.: Phys. Rev. Lett. 64, 2347 (1990)
Chudnovsky, E.M.: Phys. Rev. B, Condens. Matter Mater. Phys. 80, 153105 (2009)
Hirsch, J.E.: Int. J. Mod. Phys. B 25, 1173 (2011)
Hirsch, J.E.: Physica C 470, 635 (2010)
London, F.: Superfluids, vol. 1. Dover, New York (1950)
Hirsch, J.E.: Phys. Rev. B 68, 012510 (2003)
Sanzari, M.A., Cui, H.L., Karwacki, F.: Appl. Phys. Lett. 68, 3802 (1996)
Verheijen, A.A., Van Ruitenbeek, J.M., de Bruyn Ouboter, R., de Jongh, L.J.: Physica B 165–166, 1181 (1990)
Dunne, L.J., Spiller, T.P.: J. Phys., Condens. Matter 4, L563 (1992)
Hirsch, J.E.: Phys. Lett. A 281, 44 (2001)
Hirsch, J.E.: Phys. Lett. A 309, 457 (2003)
Hirsch, J.E.: Phys. Lett. A 315, 474 (2003)
Hirsch, J.E.: Phys. Lett. A 366, 615 (2007)
Hirsch, J.E.: J. Phys., Condens. Matter 20, 235233 (2008)
Koch, K.M.: Z. Phys. 116, 586 (1940)
Koch, K.M.: Z. Phys. 120, 86 (1942)
Koch, K.M.: Kolloid-Z. 105, 89 (1943)
Justi, E., Koch, K.M.: Ergeb. der Exact Naturwiss. Springer Tracts in Mod. Phys, vol. 21, p. 117 (1945)
Serway, R.A., Moses, C.J., Moyer, C.A.: Modern Physics, 3rd edn., p. 299. Thomson Brooks/Cole, Belmont (2005)
Bloch, F.: unpublished; referred to in H. Bethe and A. Sommerfeld, Handbuch der Physik XXIV, p. 12 (1933)
Landau, L.: Phys. Z. Sowjetunion 4, 43 (1933)
Frenkel, J.: Phys. Rev. 43, 907 (1933)
Smith, H.G.: University of Toronto Studies. Low Temp. Series, vol. 76, p. 23 (1935)
Smith, H.G., Wilhelm, J.O.: Rev. Mod. Phys. 7, 237 (1935) Sect. 15
Born, M., Cheng, K.C.: Nature 161, 968 (1948)
Born, M., Cheng, K.C.: Nature 161, 1017 (1948)
Heisenberg, W.: Z. Naturforsch. 2a, 185 (1947)
Heisenberg, W.: Z. Naturforsch. 3a, 65 (1948)
Koppe, H.: Ann. Phys. (Leipz.) 1, 405 (1947)
Slater, J.C.: Phys. Rev. B 52, 214 (1937)
Hirsch, J.E.: J. Supercond. Nov. Magn. 23, 309 (2010)
Hirsch, J.E.: arXiv:1104.1624, Physica C. doi:10.1016/j.physc.2011.10.006 (2011)