× ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:i Trim:165 240MM TS:Integra,India Superconductivity Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color × ElsevierAMS Prelims-N53096 Jobcode: CENG 12-4-2007 3:37p.m. Page:ii Trimsize:165 240MM This page intentionally left blank FontUsed:Times Margins:Top:18mm Gutter:20mm FontSize:11/13 TextWidth:125mm Depth:43Lines × ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:iii Trim:165 240MM TS:Integra,India Superconductivity Charles P. Poole, Jr. Horacio A. Farach Richard J. Creswick Department of Physics and Astronomy University of South Carolina Columbia, South Carolina Ruslan Prozorov Ames Laboratory Department of Physics and Astronomy Iowa State University Ames Iowa Amsterdam – Boston – Heidelberg – London – New York – Oxford Paris – San Diego – San Francisco – Singapore – Sydney – Tokyo Academic Press is an imprint of Elsevier Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color × ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:iv Trim:165 240MM TS:Integra,India Academic Press is an imprint of Elsevier 84 Theobald’s Road, London WC1X 8RR, UK Radarweg 29, PO Box 211, 1000 AE Amsterdam, The Netherlands Linacre House, Jordan Hill, Oxford OX2 8DP, UK 30 Corporate Drive, Suite 400, Burlington, MA 01803, USA 525 B Street, Suite 1900, San Diego, CA 92101-4495, USA First edition 1995 Second edition 2007 Copyright © 1995–2007 Elsevier Ltd. All rights reserved No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise without the prior written permission of the publisher Permissions may be sought directly from Elsevier’s Science & Technology Rights Department in Oxford, UK: phone (+44) (0) 1865 843830; fax (+44) (0) 1865 853333; email: [email protected]. Alternatively you can submit your request online by visiting the Elsevier web site at http://elsevier.com/locate/permissions, and selecting Obtaining permission to use Elsevier material Notice No responsibility is assumed by the publisher for any injury and/or damage to persons or property as a matter of products liability, negligence or otherwise, or from any use or operation of any methods, products, instructions or ideas contained in the material herein. Because of rapid advances in the medical sciences, in particular, independent verification of diagnoses and drug dosages should be made ISBN: 0-12-561456-X first edition (1995) ISBN: 978-0-12-088761-3 second edition (revised version) For information on all Academic Press publications visit our website at books.elsevier.com Printed and bound in The Netherlands 07 08 09 10 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Working together to grow libraries in developing countries www.elsevier.com | www.bookaid.org | www.sabre.org Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color × ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:v Trim:165 240MM TS:Integra,India One of us wishes to dedicate this book to the memory of his wife of 51 years Kathleen Theresa Walsh Poole (November 12, 1932–November10, 2004) Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color × ElsevierAMS Prelims-N53096 Jobcode: CENG 12-4-2007 3:37p.m. Page:ii Trimsize:165 240MM This page intentionally left blank FontUsed:Times Margins:Top:18mm Gutter:20mm FontSize:11/13 TextWidth:125mm Depth:43Lines × ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:vii Trim:165 240MM TS:Integra,India Contents Preface to the First Edition . . . xvii XIII. Electromagnetic Fields (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)14 Preface to the Second Edition . xxi XIV. Boundary Conditions (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)15 XV. Magnetic Susceptibility (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)16 XVI. Hall Effect (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)18 Further Reading (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)20 � Problems (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)20 1 Properties of the Normal State � I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 1 2 Phenomenon of II. Conduction Electron Transport (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 1 Superconductivity III. Chemical Potential and Screening (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 4 I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)23 IV. Electrical Conductivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 5 II. Brief History (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)24 V. Frequency Dependent III. Resistivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)27 Electrical Conductivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 6 A. Resistivity above T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)27 c VI. Electron–Phonon Interaction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 7 B. Resistivity Anisotropy (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)28 VII. Resistivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 7 C. Anisotropy Determination (cid:2)(cid:2)(cid:2)31 VIII. Thermal Conductivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 8 D. Sheet Resistance of Films: IX. Fermi Surface (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 8 Resistance Quantum (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)32 X. Energy Gap and IV. Zero Resistance (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)34 Effective Mass (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)10 A. Resistivity Drop at T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)34 c XI. Electronic Specific Heat (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)11 B. Persistent Currents XII. Phonon Specific Heat (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)12 below T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)35 c vii Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color × ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:viii Trim:165 240MM TS:Integra,India viii CONTENTS V. Transition Temperature (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)36 III. Discontinuity at T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 89 C VI. Perfect Diamagnetism (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)40 IV. Specific Heat below T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 90 C VII. Magnetic Fields Inside V. Density of States and Debye a Superconductor (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)43 Temperature (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 90 VIII. Shielding Current (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)44 VI. Thermodynamic Variables (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 91 IX. Hole in Superconductor (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)45 VII. Thermodynamics of a X. Perfect Conductivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)48 Normal Conductor (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 92 XI. Transport Current (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)49 VIII. Thermodynamics of a XII. Critical Field and Current (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)52 Superconductor (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 95 XIII. Temperature Dependences (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)52 IX. Superconductor in XIV. Two Fluid Model (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)54 Zero Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 97 XV. Critical Magnetic Field Slope (cid:2)(cid:2)(cid:2)55 X. Superconductor in a XVI. Critical Surface. (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)55 Magnetic Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2) 98 Further Reading (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)58 XI. Normalized Thermodynamic Problems (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)58 Equations (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)103 XII. Specific Heat in a Magnetic Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)105 XIII. Further Discussion of the � Specific Heat (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)107 XIV. Order of the Transition (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)109 3 Classical XV. Thermodynamic Superconductors Conventions (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)109 XVI. Concluding Remarks (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)110 I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)61 Problems (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)110 II. Elements (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)61 III. Physical Properties of Superconducting Elements (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)64 � IV. Compounds (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)67 V. Alloys (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)71 5 Magnetic Properties VI. Miedema’s Empirical Rules (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)72 VII. Compounds with the NaCl I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)113 Structure (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)75 II. Susceptibility (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)114 VIII. Type A15 Compounds (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)76 III. Magnetization and Magnetic IX. Laves Phases (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)78 Moment (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)114 X. Chevrel Phases (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)80 IV. Magnetization Hysteresis (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)116 XI. Chalcogenides and Oxides (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)82 V. Zero Field Cooling and Problems (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)82 Field Cooling (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)117 VI. Granular Samples and Porosity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)120 VII. Magnetization Anisotropy (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)121 � VIII. Measurement Techniques (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)122 IX. Comparison of Susceptibility 4 Thermodynamic and Resistivity Results (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)124 Properties X. Ellipsoids in Magnetic Fields (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)124 I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)83 XI. Demagnetization Factors (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)125 II. Specific Heat above T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)84 XII. Measured Susceptibilities (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)127 C Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color × ElsevierAMS Jobcode: SUP Prelims-P088761 23-6-2007 10:28a.m. Page:ix Trim:165 240MM TS:Integra,India CONTENTS ix XIII. Sphere in a Magnetic Further Reading (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)168 Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)128 Problems (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)169 XIV. Cylinder in a Magnetic Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)129 XV. ac Susceptibility (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)131 XVI. Temperature-Dependent � Magnetization (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)134 7 BCS Theory A. Pauli Paramagnetism (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)134 B. Paramagnetism (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)134 C. Antiferromagnetism (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)136 I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)171 XVII. Pauli Limit and Upper II. Cooper Pairs (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)172 Critical Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)137 III. The BCS Order Parameter (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)174 XVIII. Ideal Type II IV. The BCS Hamiltonian (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)176 Superconductor (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)139 V. The Bogoliubov XIX. Magnets (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)141 Transformation (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)177 Problems (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)142 VI. The Self-Consistent Gap Equation (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)178 A. Solution of the Gap Equation Near T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)179 � c B. Solution at T =0 (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)179 6 Ginzburg–Landau C. Nodes of the Order Parameter (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)179 Theory D. Single Band Singlet Pairing (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)180 I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)143 E. S-Wave Pairing (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)180 II. Order Parameter (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)144 F. Zero-Temperature Gap (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)182 III. Ginzburg–Landau G. D-Wave Order Equations (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)145 Parameter (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)184 IV. Zero-Field Case Deep H. Multi-Band Singlet Inside Superconductor (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)146 Pairing (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)185 V. Zero-Field Case near VII. Response of a Superconductor Boundary (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)148 Superconductor to a VI. Fluxoid Quantization (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)149 Magnetic Field (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)188 VII. Penetration Depth (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)150 Appendix A. Derivation of VIII. Critical Current Density (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)154 the Gap Equation Near T (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)190 IX. London Equations (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)155 c Further Reading (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)192 X. Exponential Penetration (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)155 XI. Normalized Ginzburg– Landau Equations (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)160 XII. Type I and Type II � Superconductivity (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)161 XIII. Upper Critical Field B (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)162 8 Cuprate C2 XIV. Structure of a Vortex (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)164 Crystallographic A. Differential Equations (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)164 B. Solutions for Short Structures Distances (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)165 C. Solution for Large I. Introduction (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)195 Distances (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)166 II. Perovskites (cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)(cid:2)196 Font: Times/Optima Size:10/12pt Margins:Top:3pc Gutter:4pc Width:31pc Depth: 47lines COP:Recto 1Color