磁通釘扎

磁通渦旋被釘扎中心俘獲，得以對抗洛倫茲力。

磁通釘扎（flux pinning）是指超導體量子磁通線被缺陷或其他各種勢阱所束縛的狀態。磁通線是Ⅱ類超導體中有磁場時出現的一根一根磁力線束，每束的總磁通量為h/2e。由於漲落效應，磁通線總是在其平衡位置周圍作無規則運動。當超導體中通以電流時，磁通線受到洛倫茲力作用會定向運動，並在其正常芯及其周圍放出熱量，超導體就會有電阻出現，不再是真正意義上的超導體。但超導材料中總有一些缺陷，或人為製造一些缺陷，使得磁通線剛好處於這些缺陷位置時，系統的總能量最低，因此磁通線會被束縛住，這個現象叫磁通釘扎。

基本介紹

• 中文名：磁通釘扎
• 外文名：flux pinning
• 適用領域：超導體
• 套用學科：固體物理學

套用

根據磁通線的結構特點，磁通釘扎可通過降低凝聚能（非超導芯釘扎）、超導電子動能（平均自由程釘扎）、磁相互作用能、表面能等來實現。如利用高能重離子束對超導體進行輻照會產生半徑與相干長度相當的柱狀釘扎中心，對於橫向漲落強的磁通線（如高溫超導體的渦旋餅）可起到非常有效的釘扎，可大大提高超導體的臨界電流。通過納米尺度非超導顆粒的夾雜，亦可對磁通形成非常有效的釘扎。利用現代微加工技術對超導體進行刻蝕形成特殊形狀的缺陷陣列，可對磁通的集體運動加以限制，出現磁通的單向流動的二極體行為。磁通釘扎的研究對超導體的強電方面的套用非常重要。