Penetration of magnetic flux into non-simply connected superconductors

Работа посвящена изучению магнитных характеристик сверхпроводников I и II рода, в виде сплошных дисков и дисков с отверстием. Целью работы является получение экспериментальных зависимостей магнитного момента M от температуры и магнитного поля и проведение сравнительного анализа. Измерения были выполнены с использованием чувствительного вибрационного магнитометра. Из зависимостей М(Т) была определена критическая температура индия 3.3К и ниобия 9К. На зависимостях М(Н) для In диска наблюдается линейная зависимость в области промежуточного состояния и необычная зависимость М(Н) при уменьшении поля в виде полукруга. Вблизи Hc наблюдается“эффект переохлаждения” и отсутствие захваченного момента при H=0. Для In диска с отверстием зависимости М(Н) очень близки к результатам для сплошного диска, но существенное отличие состоит в большом значении захваченного поля при Н=0. Для сверхпроводника II рода ниобия зависимости M(H) для сплошного диска и диска с отверстием очень близки. На них наблюдается большая необратимость и развитие скачков магнитного потока при понижении температуры. Такое совпадение результатов указывают на то, что основной вклад в намагниченность вносят экранирующие токи, текущие по периферии образца, что согласуется с моделью критического состояния. Близкие значения полей скачков магнитного потока указывает на развитие скачков потока с внешнего края образца. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании сложных сверхпроводящих магнитных систем.
The work is devoted to the study of the magnetic characteristics of type I and type II superconductors, in the form of solid disks and disks with a hole.The purpose of the work is to obtain experimental dependences of the magnetic moment M on temperature and magnetic field and conduct a comparative analysis.The measurements were taken using a sensitive vibratory magnetometer. The critical temperature of indium is 3.3k and niobium's 9k and it was determined from the M(T) dependences. A linear dependence inthe intermediate state region and an unusual M(H) dependence with a decreasing field in the form of a semicircle are observed in the M(H) dependences for the In disk. Near Hc, there is a “supercooling effect” and the absence of a captured moment at H=0. For an In disk with a hole, the dependences M(H) are very close to the results for a solid disk, but the significant difference is in the large value of the captured field at H=0.For a type II niobium superconductor, the dependences M(H) for a solid disk and a disk with a hole are very close. They show great irreversibility and the development of magnetic flux jumps with decreasing temperature. Such a coincidence of the results indicates that the main contribution to the magnetization is made by the screening currents flowing around the periphery of the sample, which is consistent with the critical state model. Close values of the fields of magnetic flux jumps indicate the development of flux jumps from the outer edge of the sample. The results can be used in the design of complex superconducting magnetic systems.