微观型I型和II型超导体的表面壁垒

我们研究了I型和II型超导体中磁场渗透的表面壁垒。所得结果来自于对时依赖Ginzburg-Landau方程的数值模拟。我们计算了第一次场渗透场 $H_p$ 随Ginzburg-Landau参数 $\kappa$ 的依赖关系，观察到在超导体-绝缘体边界条件 ($(\nabla -iA)\Psi|_n=0$) 下，$H_p$ 随 $\kappa$ 减小而增大；而在超导体-常规边界条件下（近似为 $\Psi|_S=0$ 的极限情况），$H_p$ 值较小，独立于 $\kappa$，且与 $H_c$ 成正比。我们研究了不同样品尺寸下的磁化曲线和渗透场，以及方形和薄膜几何形态。对于小型微观样品，我们研究了磁场作为函数出现的尖峰和离散跳跃。为解释这些跳跃，我们认为样品内部的涡旋会在场大于第一次渗透场 $H_{p1}$ 时加强表面壁垒，从而导致多个渗透场 $H_{pi} = H_{p1}, H_{p2}, H_{p3}, ...$ 出现于微观样品中。我们研究了渗透场 $H_{pi}$ 随样品尺寸的依赖性。通过考虑样品内部涡旋的效应以及样品的有限尺寸，扩展了常规Bean-Livingston分析，以解释这些多个渗透场。