利特尔-帕克斯效应(Little–Parks effect),或利特尔-帕克斯实验,是由威廉·A·利特尔和罗兰·D·帕克斯于1962年完成的一个超导实验。在实验中,超导空心薄壳圆柱体被置于不同强度的磁场中。利特尔和帕克斯观测到空心圆柱体的电阻随磁场强度变化而振荡。利特尔-帕克斯实验说明了BCS理论中库柏对假设的重要性,而且验证了类磁通(fluxoid)的量子化。
简介利特尔-帕克斯效应(Little–Parks effect),或利特尔-帕克斯实验,是由威廉·A·利特尔和罗兰·D·帕克斯于1962年完成的一个超导实验。在实验中,超导空心薄壳圆柱体被置于不同强度的磁场中。利特尔和帕克斯观测到空心圆柱体的电阻随磁场强度变化而振荡。利特尔-帕克斯实验说明了BCS理论中库柏对假设的重要性,而且验证了类磁通(fluxoid)的量子化。1
实验利特尔和帕克斯在文章中描述的样品制备方法是:首先,将一滴G.E. 7031水泥置于两根电线的末端后,迅速将两根电线拉开至一臂的距离。经过反复尝试,直径约为一微米的丝线可被拉制出来。接着,丝线被固定于一个凹槽中匀速旋转,运用蒸镀可以在丝线上沉积出均匀厚度的金属薄膜。因为薄于900Å的锡在水泥表面无法形成完整连续的薄膜,所以还需先在表面沉积厚度为25 Å 的金薄层。在此基础上,厚度为375 Å 的锡薄层被成功地生长出来。
伦敦方程预言了磁通量的量子化,但无法得出利特尔-帕克斯效应。对利特尔-帕克斯效应的分析需要用到金兹堡-朗道理论或BCS理论。超导空心薄壁圆柱体的转变温度 Tc可由下式给出:
其中 R 为圆柱体的半径,n 为任意整数。
然而,利特尔和帕克斯没有去直接测量 Tc,只通过测量电阻间接地说明了 Tc的周期性行为。之后的理论分析在考虑了其他各方面因素对 Tc的影响后,较为令人满意地解决了一系列关键问题,成功地将理论和实验联系在了一起。1
应用利特尔-帕克斯效应被广泛地作为对库柏对机制的一种证明,例如应用在对超导体-绝缘体转变的研究中。这里的难点是如何将利特尔-帕克斯振荡和其他效应分离开。1
本词条内容贡献者为:
尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学