邻近效应对 Cu-Nb 复合体系低温下超声衰减的影响

本文研究了在 0.35 K 至 2 K 的低温下，频率为 30 MHz 的纵向超声波在 Cu-Nb 铜-铌（40 vol%）复合体系中的衰减。研究发现，与纯 Cu 铜或 Nb 铌均匀体样品不同，Cu-Nb 多芯复合样品中的超声衰减在低温下反而降低。众所周知，由于低温下邻近效应的存在，正常金属 N 与超导体 S 的接触以正常金属 N 薄表面层出现超导性质为特征。这一现象在正常金属-超导体 NS 边界处的正常金属 N 中表现为依赖于温度的距离 \xi_N(T)。假定从正常态 N 到超导态 S 的转变必然伴随着正常金属 N 对超声波电子能量吸收幅度的降低。实验结果表明，正常薄层中的超导电子相干长度依赖于温度 \xi_N(T)。电子平均自由程 l 取决于体内部及 Cu-Nb 界面附近的杂质散射，并在低温下通过三种独立方法进行了测量。可以理解，S-N-S 结构中存在 Andreev 反射，对极低温下 Cu-Nb 复合样品中测得的纵向超声波衰减产生了一定影响。在低温下测得的 Cu-Nb 复合样品纵向超声波衰减实验结果，与在脏局域极限下获得的理论建模数据吻合良好。