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关于超导材料磁滞回线的一些知识放在最前面：本文章大概率很枯燥！这里做一个小科普，关于超导材料磁滞回线，也就是M-H曲线。这个曲线的意思是测试样品在外加磁场下的磁矩（Moment，单位emu）随外加磁场（applied field，单位Oe）的变化。这个是…zhuanlan.zhihu.com


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여기에 MH 곡선인 초전도 물질의 히스테리시스 루프에 대한 약간의 대중적인 과학이 있습니다. 이 곡선의 의미는 인가된 자기장(단위 Oe)에 따른 외부 자기장 하에서 테스트 샘플의 자기 모멘트(Moment, 단위 emu)의 변화를 나타냅니다. 이는 물질이 반자성체, 상자성체, 강자성체 또는 초전도체인지 결정하는 가장 직관적인 기준 중 하나입니다.

앞서 간략한 소개에서 언급한 바와 같이, 표준 초전도체는 다이아몬드 모양의 곡선을 나타냅니다. 그러나 사실 마지막 다이어그램은 포괄적이지 않으며 실제로 Jc의 일상 계산에 일반적으로 사용되는 다이어그램입니다. 아래 그림은 가장 표준적인 초전도체의 히스테리시스 루프이다. 차이점이 뭐야? 빨간색 원으로 표시된 구간을 초기자화곡선이라 하며, 원점에서 시작하는 곡선이다.

초전도 물질의 표준 초기 자화 곡선은 원점에서 시작하여 4사분면으로 이동해야 합니다. 즉, X가 양수이면 Y는 음수입니다. 그리고 이 초기 자화 곡선은 직선이어야 합니다. 물질이 매우 순수하다면 여기서 M/H는 "-1"이어야 함을 알 수 있습니다. 여기에 반영된 것은 완전한 반자성, 즉 마이스너 효과입니다.

이 "-1"은 내 사진에서 H로 M으로 직접 나누어지지 않습니다. 단위가 다르기 때문입니다. 여기서 우리는 자기학 분야의 모든 사람들이 어려움을 겪고 있는 가우스 단위 시스템을 언급해야 합니다. 테스트된 세로 자기 모멘트의 단위는 일반적으로 가우스 단위 시스템인 emu입니다. 여기서 사용하는 것은 무게 자화이며 단위는 emu/g입니다. 가로좌표도 가우스 단위계이지만 단위는 Oe입니다. 자화율을 계산할 때에는 M과 H의 단위를 통일해야 합니다. 그 사이에 먼저 체적자화로 변환해야 하며 단위는 emu/cm3이고 여기에 계수를 곱하여 T로 변환해야 합니다. 또한 Oe에 1E-4를 곱하여 T로 변환합니다. 이런 식으로 무차원 값인 열분해 흑연과 비교할 수 있는 자화율을 나누어 구할 수 있습니다.

초기 자화 곡선은 직선에서 벗어나기 시작하고 마침내 회전하여 히스테리시스 루프에 들어가는 과정을 시작합니다. 마이스너 상태에서 초전도 물질이 혼합 상태로 들어가는 과정을 구현한 것이다. 이것이 바로 노벨상을 받은 유명한 혼합상태이론이다. 초기 자화 곡선이 직선 세그먼트에서 벗어나기 시작하는 위치는 소위 하한 임계 자기장 Hc1입니다.

따라서 MH 곡선을 통해 물질의 초전도 여부를 판단하려면 먼저 외부 자기장이 없는 전이온도 이하로 시료를 냉각시키는 이른바 영장냉각(ZFC)을 한 후 시험을 해야 한다. 표준 절차에 따른 자기장 히스테리시스 루프. 우리는 "체크 표시" 초기 자화 곡선과 "다이아몬드 모양" 히스테리시스 루프를 관찰해야 합니다. 이 두 가지가 동시에 충족된다면 물질이 초전도체라는 것은 분명한 특성이다.

그러나 초전도 물질, 특히 분말의 히스테리시스 루프가 반드시 그렇게 직선적인 것은 아니라고 말해야 합니다. 온도가 너무 높으면(여전히 임계 온도보다 낮음) 히스테리시스 루프가 완전히 다이아몬드 모양이 아닙니다. 그러나 온도가 아무리 높거나 샘플이 어떻게 생겼는지에 관계없이 초기 자화 곡선은 4사분면을 향해야 합니다.