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Pertes dans les supraconducteurs de type II
Volume 21, number 1
PHYSICS
5. J.Nicol and T . S o l l e r , Bull. Amer. Phys. Soc. Ser. II 2 (1957) 63. 6. D. J. Sandiford and H.A.Fairbank. Proc. 7th Intern. Conf. on Low temperature physics, Toronto, eds. G. M. Graham and A. C. Hollis-Hallett (univ. Toronto P r e s s , Toronto, Canada, 1961), p. 641; C. G. Niels-Hakkenberg, L. Meermans and H. C. K r a reefs, Proc, 8th Intern. Conf. on Low temperature physics, ed. R.O.Davies (Butherworths Scientific Publications, Ltd.. London, 1962), p. 45. **
PERTES
DANS
LES
LETTERS
15 April 1966
7. E . C . K e r r , Proc. 5th Intern. Conf. on Low t e m p e r a ture physics and chemistry, Madison, Wisconsin, 1957, ed. J. R.Dillinger (Univ. Wisconsin P r e s s , Madison, Wisconsin, 1958), p. 158. 8. K. Huang, Statistical mechanics (John Wiley and Sons, Inc., New York, 1963), p. 282.
* **
SUPRACONDUCTEURS
DE
TYPE
II
J. BAIXERAS L. C. I.E., Fontenay-aux-Roses, Seine, France Re~u le 8 Mars 1966
Nous exposons quelques r6sultats exp6ri~entaux sur les pertes darts ten supraconducteur de type II en courant continu sur divers matSriaux: Nb, Nb - 25% Zr et Pb-In.
Darts le c a d r e de c e t t e note, n o u s a l l o n s e x poser quelques mesures exp~rimentales ayant t r a i t aux p e r t e s p r o v o q u ~ e s , , darts un s u p r a c o n d u c t e u r de d e u x i ~ m e e s p e c e s e t r o u v a n t d a n s l ' ~ t a t m i x t e , p a r l e p a s s a g e d ' u n c o u r a n t continu. I1 e s t m a i n t e n a n t g e n e r a l e m e n t a d m i s que c e s p e r t e s sont d u e s au d ~ p l a c e m e n t d e s v o r t e x [1] s o u s l ' a c t i o n d ' u n e f o r c e de L o r e n t z J ~po/ c p a r unit~ de l o n g u e u r ; l e s p r e m i e r s ~ a v o i r avarice c e t t e h y p o t h e s e sont H e m p s t e a d at K i m [2]. L e s ~ c h a n t i l l o n s ~ t u d i e s a v a i e n t la f o r m e de r u b a n s de 5 m m de l a r g e u r et d ' ~ p a i s s e u r v a r i a b l e ; i l s ~taient p l a c e s p e r p e n d i c u l a i r e m e n t au c h a m p m a g n e t i q u e . N o t r e faqon d ' o p e r e r e s t s e m b l a b l e c e l l e u t i l i s e e p a r S t r n a d et al. [3]. A c o u r a n t d ~ t e r m i n e la t e n s i o n l o n g i t u d i n a l e a p p a r a i s s a n t aux b o r n e s de l ' ~ c h a n t i l l o n est e n r e g i s t r ~ e en f o n c t i o n du c h a m p m a g n e t i q u e e x t e r i e u r H. N o u s a v o n s fait d e s m e s u r e s s u r d e s r u b a n s de n i o b i u m , de Nb - 25% Z r et de P b - I n de d i f f ~ r e n t e s c o m p o s i t i o n s . L e c o m p o r t e m e n t de ces divers materiaux s'av~re ~tre tres different. P o u r le Nb - 25% Z r (fig. 1) on o b s e r v e d e s t r a n s i t i o n s ~ t a l ~ e s s u r une l a r g e g a m m e de c h a m p m a g n ~ t i q u e et la t e n s i o n en f o n c t i o n du c o u r a n t p o u r un c h a m p H d e t e r m i n e suit une loi l i n ~ a i r e d e s que le c o u r a n t e s t l ~ g ~ r e m e n t s u p e r i e u r au c o u r a n t d ' a p p a r i t i o n de la t e n s i o n , que n o u s a p p e l l e r o n s c o u r a n t c r i t i q u e . D a n s ce 30
Vt
13100m
V
11250
+4
/
÷
-
9400 =
-
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J "
I
"
5
10
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Fig. 1. Variation de V en fonction de I pour un r u b a n de 5/100 dt~paisseur de Nb-25% Zr. c a s on r e t r o u v e la loi e m p i r i q u e Pf/Pn = H / H c 2 ~ t a b l i e p a r l e s a u t e u r s p r ~ c ~ d e m m e n t c i t e s [3]
et [4]. Pour
le Nb les transitions
ont lieu darts une
b i e n p l u s f a i b l e p l a g e de c h a m p (fig. 2) eL la v a r i a t i o n l i n ~ a i r e de V en f o n c t i o n de ? n ' e s t s u i v i e que l o r s q u e I e s t n e t t e m e n t s u p e r i e u r au c o u r a n t c r i t i q u e . D e p l u s ce m a t ~ r i a u n e
Volume 21, number 1
PHYSICS LETTERS
(mV~
V
/ ~at normal 5250 aer.sted
6
•4 7 2 5 o e r s t e d
, ~// ~ , ~
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15 April 1966
(m~ 3
moteriou ~ormoi mI
42o0 cersted
/
H= 1910oersted
/
-t: 1580oensted H : 1340aersted ! amp~-e
0 0
5
10
15
20
Fig. 2. Variation de V en fonction de H et de I pour un de 5/100 mm d'~paisseur de Nb.
-M
P b + In
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"\
1000
2000
ampere
i 0
5
10
15
20
25
Fig.4. Variation de V en fonction de I pour un ruban de 4/10 d'6paisseur de Pb-8% In. su r l e s c o u r b e s de m a g n e t i s a t i o n (fig. 3), et l e s t r a n s i t i o n s se r a p p r o c h e n t de c e l l e s du Nb25% Zr . On peut v o i r un e x e m p l e de ce c o m p o r t e m e n t s u r Pb 8% In (fig. 4). L e s c o n c l u s i o n s que l ' o n peut t i r e r de c e c i sont que le c o m p o r t e m e n t d es m a t e r i a u x l o r s de l ' a p p a r i t i o n d es p e r t e s d~pend e s s e n t i e l l e m e n t des p a r a m e t r e s c a r a c t e r i s t i q u e s ~ et et en p a r t i c u l i e r de l e u r r a p p o r t , ce que nous indique p a r a i l l e u r s un calcul t h ~ o r i q u e fait p r e c e d e m m e n t [5].
A D
0
5000 o~r.st~
Fig. 3. Courbes de magn6tisation de diff~rents alliages Pb-In. v e r i f i e p as la loi e m p i r i q u e c i - d e s s u s . En effect on o b s e r v e que l e s d r o i t e s V en fonction de l sont p a r a l l ~ l e s , ce qui indique que p f = constante = Pn" Le c a s le plus i n t e r e s s a n t e s t celui de P b - I n , c a r en f a i s a n t v a r i e r la c o n c e n t r a t i o n on obtient des t r a n s i t i o n s se r a p p r o c h a n t soit de c e l l e s o b s e r v e e s pour le Nb, soit de c e l l e s du N b - Z r . P o u r l e s f a i b l e s p o u r c e n t a g e s de In l e s t r a n s i t i o n s r e s s e m b l e n t a c e l l e s du Nb; l o r s q u ' on a u g m e n t e le p o u r c e n t a g e de In le c o m p o r t e m e n t de type II s ' a c c e n t u e , ce que l'on peut v o i r
Nous r e m e r c i o n s M o n s i e u r Le T i r a n qui a r e l e v ~ l es c o u r b e s de m a g n e t i s a t i o n , M o n s i e u r Bodin pour son aide la p a r t i e e x p ~ r i m e n t a l e , MM. C a r r i e et C o l o m b e a u qui ont r ~ a l i s ~ l ' a p p a r e i l l a g e , ai n si que M e l l e C h a u m e r e u i l pour nous a v o i r fourni l e s a l l i a g e s de P b - I n . Ce t r a v a i l a pu ~tre e n t r e p r i s grfice a la D. G. R. S . T . (comit~ de C o n v e r s i o n des Energies).
Rdfdrences 1. A.A.Abrikosov, Soviet Physics JETP, 5 (1957) 1174. 2. C.F.Hempstead et Y.B.Kim, Phys. Rev. Lett. 12 (1964) 145. 3. A.R.Strnad; C.F.Hempstead et Y.B.Kim, Phys. Rev. Lett. 13 (1964) 794. 4. Y.B. Kim, C. F. Hempstead et A. R. Strnad, Phys. Rev. 139 (1965) A 1163. 5. J. Baixeras et G.Fournet ~ para'{tre dans Physics Letters.
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PHYSICS
5. J.Nicol and T . S o l l e r , Bull. Amer. Phys. Soc. Ser. II 2 (1957) 63. 6. D. J. Sandiford and H.A.Fairbank. Proc. 7th Intern. Conf. on Low temperature physics, Toronto, eds. G. M. Graham and A. C. Hollis-Hallett (univ. Toronto P r e s s , Toronto, Canada, 1961), p. 641; C. G. Niels-Hakkenberg, L. Meermans and H. C. K r a reefs, Proc, 8th Intern. Conf. on Low temperature physics, ed. R.O.Davies (Butherworths Scientific Publications, Ltd.. London, 1962), p. 45. **
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15 April 1966
7. E . C . K e r r , Proc. 5th Intern. Conf. on Low t e m p e r a ture physics and chemistry, Madison, Wisconsin, 1957, ed. J. R.Dillinger (Univ. Wisconsin P r e s s , Madison, Wisconsin, 1958), p. 158. 8. K. Huang, Statistical mechanics (John Wiley and Sons, Inc., New York, 1963), p. 282.
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SUPRACONDUCTEURS
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TYPE
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J. BAIXERAS L. C. I.E., Fontenay-aux-Roses, Seine, France Re~u le 8 Mars 1966
Nous exposons quelques r6sultats exp6ri~entaux sur les pertes darts ten supraconducteur de type II en courant continu sur divers matSriaux: Nb, Nb - 25% Zr et Pb-In.
Darts le c a d r e de c e t t e note, n o u s a l l o n s e x poser quelques mesures exp~rimentales ayant t r a i t aux p e r t e s p r o v o q u ~ e s , , darts un s u p r a c o n d u c t e u r de d e u x i ~ m e e s p e c e s e t r o u v a n t d a n s l ' ~ t a t m i x t e , p a r l e p a s s a g e d ' u n c o u r a n t continu. I1 e s t m a i n t e n a n t g e n e r a l e m e n t a d m i s que c e s p e r t e s sont d u e s au d ~ p l a c e m e n t d e s v o r t e x [1] s o u s l ' a c t i o n d ' u n e f o r c e de L o r e n t z J ~po/ c p a r unit~ de l o n g u e u r ; l e s p r e m i e r s ~ a v o i r avarice c e t t e h y p o t h e s e sont H e m p s t e a d at K i m [2]. L e s ~ c h a n t i l l o n s ~ t u d i e s a v a i e n t la f o r m e de r u b a n s de 5 m m de l a r g e u r et d ' ~ p a i s s e u r v a r i a b l e ; i l s ~taient p l a c e s p e r p e n d i c u l a i r e m e n t au c h a m p m a g n e t i q u e . N o t r e faqon d ' o p e r e r e s t s e m b l a b l e c e l l e u t i l i s e e p a r S t r n a d et al. [3]. A c o u r a n t d ~ t e r m i n e la t e n s i o n l o n g i t u d i n a l e a p p a r a i s s a n t aux b o r n e s de l ' ~ c h a n t i l l o n est e n r e g i s t r ~ e en f o n c t i o n du c h a m p m a g n e t i q u e e x t e r i e u r H. N o u s a v o n s fait d e s m e s u r e s s u r d e s r u b a n s de n i o b i u m , de Nb - 25% Z r et de P b - I n de d i f f ~ r e n t e s c o m p o s i t i o n s . L e c o m p o r t e m e n t de ces divers materiaux s'av~re ~tre tres different. P o u r le Nb - 25% Z r (fig. 1) on o b s e r v e d e s t r a n s i t i o n s ~ t a l ~ e s s u r une l a r g e g a m m e de c h a m p m a g n ~ t i q u e et la t e n s i o n en f o n c t i o n du c o u r a n t p o u r un c h a m p H d e t e r m i n e suit une loi l i n ~ a i r e d e s que le c o u r a n t e s t l ~ g ~ r e m e n t s u p e r i e u r au c o u r a n t d ' a p p a r i t i o n de la t e n s i o n , que n o u s a p p e l l e r o n s c o u r a n t c r i t i q u e . D a n s ce 30
Vt
13100m
V
11250
+4
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Fig. 1. Variation de V en fonction de I pour un r u b a n de 5/100 dt~paisseur de Nb-25% Zr. c a s on r e t r o u v e la loi e m p i r i q u e Pf/Pn = H / H c 2 ~ t a b l i e p a r l e s a u t e u r s p r ~ c ~ d e m m e n t c i t e s [3]
et [4]. Pour
le Nb les transitions
ont lieu darts une
b i e n p l u s f a i b l e p l a g e de c h a m p (fig. 2) eL la v a r i a t i o n l i n ~ a i r e de V en f o n c t i o n de ? n ' e s t s u i v i e que l o r s q u e I e s t n e t t e m e n t s u p e r i e u r au c o u r a n t c r i t i q u e . D e p l u s ce m a t ~ r i a u n e
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42o0 cersted
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Fig. 2. Variation de V en fonction de H et de I pour un de 5/100 mm d'~paisseur de Nb.
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P b + In
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1000
2000
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Fig.4. Variation de V en fonction de I pour un ruban de 4/10 d'6paisseur de Pb-8% In. su r l e s c o u r b e s de m a g n e t i s a t i o n (fig. 3), et l e s t r a n s i t i o n s se r a p p r o c h e n t de c e l l e s du Nb25% Zr . On peut v o i r un e x e m p l e de ce c o m p o r t e m e n t s u r Pb 8% In (fig. 4). L e s c o n c l u s i o n s que l ' o n peut t i r e r de c e c i sont que le c o m p o r t e m e n t d es m a t e r i a u x l o r s de l ' a p p a r i t i o n d es p e r t e s d~pend e s s e n t i e l l e m e n t des p a r a m e t r e s c a r a c t e r i s t i q u e s ~ et et en p a r t i c u l i e r de l e u r r a p p o r t , ce que nous indique p a r a i l l e u r s un calcul t h ~ o r i q u e fait p r e c e d e m m e n t [5].
A D
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Fig. 3. Courbes de magn6tisation de diff~rents alliages Pb-In. v e r i f i e p as la loi e m p i r i q u e c i - d e s s u s . En effect on o b s e r v e que l e s d r o i t e s V en fonction de l sont p a r a l l ~ l e s , ce qui indique que p f = constante = Pn" Le c a s le plus i n t e r e s s a n t e s t celui de P b - I n , c a r en f a i s a n t v a r i e r la c o n c e n t r a t i o n on obtient des t r a n s i t i o n s se r a p p r o c h a n t soit de c e l l e s o b s e r v e e s pour le Nb, soit de c e l l e s du N b - Z r . P o u r l e s f a i b l e s p o u r c e n t a g e s de In l e s t r a n s i t i o n s r e s s e m b l e n t a c e l l e s du Nb; l o r s q u ' on a u g m e n t e le p o u r c e n t a g e de In le c o m p o r t e m e n t de type II s ' a c c e n t u e , ce que l'on peut v o i r
Nous r e m e r c i o n s M o n s i e u r Le T i r a n qui a r e l e v ~ l es c o u r b e s de m a g n e t i s a t i o n , M o n s i e u r Bodin pour son aide la p a r t i e e x p ~ r i m e n t a l e , MM. C a r r i e et C o l o m b e a u qui ont r ~ a l i s ~ l ' a p p a r e i l l a g e , ai n si que M e l l e C h a u m e r e u i l pour nous a v o i r fourni l e s a l l i a g e s de P b - I n . Ce t r a v a i l a pu ~tre e n t r e p r i s grfice a la D. G. R. S . T . (comit~ de C o n v e r s i o n des Energies).
Rdfdrences 1. A.A.Abrikosov, Soviet Physics JETP, 5 (1957) 1174. 2. C.F.Hempstead et Y.B.Kim, Phys. Rev. Lett. 12 (1964) 145. 3. A.R.Strnad; C.F.Hempstead et Y.B.Kim, Phys. Rev. Lett. 13 (1964) 794. 4. Y.B. Kim, C. F. Hempstead et A. R. Strnad, Phys. Rev. 139 (1965) A 1163. 5. J. Baixeras et G.Fournet ~ para'{tre dans Physics Letters.
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