이종 초전도체

[ Type II superconductor ]

 

초전도체 중에서 임계 온도 이하에서 전기 저항은 영이지만 마이스너 효과가 완전하지 않은 물질이다. 한 개의 임계 자기장 값을 가지는 일종 초전도체와는 달리, 두 개의 임계 자기장 값을 가지며 특정 조건에서 자기 다발 소용돌이 (magnetic flux vortex)를 관측할 수 있다.

 

일종 초전도체와는 달리, 두 개의 임계 자기장 (

 

) 값을 가지고 있다. 외부에서 가해주는 자기장 값이 높은 임계자기장 값 (

 

)보다 더 높으면 초전도성을 잃고, 낮은 임계자기장 값 (

 

)보다 더 낮으면 마이스너 효과는 완전하게 나타난다. 하지만 그 중간 영역에서 전기 저항은 영이나 마이스너 효과는 불완전해서, 자기장이 초전도체 내부로 침투할 수 있다.

 

낮은 임계자기장 값보다 낮은 자기장이 가해졌을 경우 (

 

), 일종 초전도체와 마찬가지로 마이스너 효과로 초전도체 내부 자기 다발 (magnetic flux) 값이 없어진다. 하지만, 자기장이 더 커질 경우 (

)에 자기 다발이 초전도 내부로 들어올 수 있고, 내부 자기장 값이 없어지지 않게 된다. 자기장이 커짐에 따라서 초전도성은 점점 줄어들게 되고, 최종적으로 자기장 값이 높은 임계자기장 값을 넘어서면 () 초전도성이 완전히 사라지게 된다. 온도가 올라갈수록 두 임계자기장 값은 동시에 줄어드는데, 임계온도 에 도달하면 두 임계자기장 값은 영으로 수렴한다.

 

이종 초전도체에서의 경우 두 임계자기장 사이 영역에서는 자기장이 여러 개의 소용돌이 (vortex) 형태로 초전도체 내부로 침투할 수 있는데, 각 소용돌이는 정상 금속 (normal metal) 상태인 코어를 초전도 전류가 순환하는 형태로 구성되어 있다. 이 때, 자기장은 소용돌이 코어를 통해서 초전도체를 통과할 수 있으며, 순환하는 전류가 내부의 자기장을 외부 초전도로부터 차폐하는 역할을 한다.