Стр. 7 - Магнитные, токовые и тепловые неустойчивости в сверхпроводниках (обзор результатов существующей теории устойчивости)

значение тока, вводимого с постоянной скоростью

dI/dt

, следует из

решения уравнения

I

m

I

c

+ ln 1

−

I

m

I

c

+

1

α

эфф

= 0

, α

эфф

=

μ

0

ηJ

c

(

T

0

)

S

4

πhpJ

δ

dI

dt

dJ

c

dT

.

(10)

Оно приводит к падающей зависимости

I

m

(

dI/dt

)

, которая наблюда-

ется в экспериментах с НТСП [42, 44, 45].

Использование ВТСП также инициировало соответствующие ис-

следования предельно вводимых в них токов. В частности, из экспе-

риментов следует, что при вводе тока в композит на основе ВТСП

существуют два типичных режима [46–51], а именно при токах, мень-

ших тока возникновения неустойчивости, температура и напряжение

стабилизируются. При этом устойчивые значения электрического поля

и введенного в композит тока могут существенно превышать значение

E

c

10

−

4

В/м и соответствующее ему значение критического тока.

(Подобные закритические стабильные состояния также наблюдаются

и при исследовании ВАХ ВТСП, см., например, [52–57].) Однако при

токах, превышающих ток возникновения неустойчивости, спонтанный

рост температуры композита по истечении некоторого промежутка

времени приобретает быстро нарастающий характер, который может

сопровождаться переходом сверхпроводника в нормальное состояние.

Отметим, что существование подобных режимов впервые было пока-

зано в работе [58], в которой исследовались условия возникновения

токовой неустойчивости в НТСП и был сформулирован общий ме-

тод определения границы стабильности сверхпроводящих состояний

с учетом тепловой предыстории их формирования.

В работах [59, 60] предложена методика, позволяющая определить

предельные токи. Она основана на анализе уравнения теплового ба-

ланса, но предполагающего перед возникновением токовой неустой-

чивости незначительное допустимое увеличение температуры токоне-

сущего элемента СМС. В результате ток возникновения неустойчи-

вости в токонесущем элементе, ВАХ которого имеет степенной вид

E

=

E

с

(

I/I

с

)

n

, определяется как

I

m

=

I

c

(

T

0

)

n

+ 1

hp

(

T

cв

−

T

0

)

nE

c

I

c

(

T

0

)

1

/

(

n

+1)

.

(11)

Таким образом, основные положения теории токовых неустойчи-

востей, разработанной к настоящему времени как для НТСП, так и

ВТСП, также основаны на предположении о малости допустимого пе-

регрева сверхпроводника перед возникновением неустойчивости неза-

висимо от условий охлаждения, свойств матрицы, характера измене-

ния внешнего магнитного поля и/или транспортного тока. Между тем

23