具有相邻金属层的超导薄膜中的热磁不稳定性

树枝状磁通雪崩是 II 型超导薄膜中热磁不稳定性常引发的后果。这种雪崩对基于超导体的器件具有潜在危害，可以通过相邻的正常金属层来抑制，即使两层之间没有热接触。在这种情况下雪崩的抑制源于所谓的磁制动，其由传播的磁通在金属层中感应出的涡流引起。我们通过分析超导体-正常金属双层结构中的耦合电动力学和热流，建立了磁制动理论。通过线性化和对雪崩动力学的数值模拟求解了这些方程。我们发现，在无涂层的超导体中，即使是均匀的热磁不稳定性也能发展成树枝状磁通雪崩。其机制是，由电磁非局域性引起的微小不均匀性在随机位置诱发磁通流热点。该热点迅速发展成手指状，以高速穿透超导体，形成分支结构。磁制动减缓了雪崩，如果正常金属的电导率足够高，它可以抑制树枝状结构的形成。在雪崩期间，正常金属层的制动作用可防止温度超过超导体的转变温度。利用线性稳定性分析建立了不稳定性阈值的解析判据。发现这些判据与模拟中得到的不稳定性起始点定量吻合。