Проектирование специализированных СБИС. Рындин Е.А. - 68 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

70
Поскольку электроны движутся со скоростями порядка сотых долей ско-
рости света, деформации решетки будут носить динамический характер. Элек-
трон, двигаясь в кристалле, будет оставлять за собой “след” в виде динамиче-
ской деформации решетки. Причем, поскольку масса атомов решетки значи-
тельно больше массы электронов, след будет инерционным. Чем меньше мас-
са атома решетки, тем меньше инерционность следа электрона, но тем больше
глубина следа. Естественно, что второй электрон, оказавшийся поблизости к
этому следу, непременно займет это более выгодное энергетическое состоя-
ние, то есть повторит движение первого электрона. В результате два электро-
на будут стремиться к выравниванию их импульсов, а следовательно, и энер-
гий посредством взаимодействия через колебания кристаллической решетки.
Но, в соответствии с принципом Паули, в одном энергетическом состоянии
могут находиться лишь два электрона с противоположно направленными спи-
новыми моментами. Кроме того, преимущественно взаимодействуют электро-
ны с противоположно направленными импульсами, так как такие пары также
могут использовать следы друг друга при движении в кристаллической решет-
ке.
На сегодняшний день нет точного ответа на вопрос, почему взаимодейст-
вуют именно электроны с противоположно направленными импульсами. Воз-
можно, это связано со стремлением даже в пределах пар электронов сохранить
электронейтральность образца. А возможно, спин электрона накладывает
некоторый отпечаток на его след в решетке. Во всяком случае, можно сказать
определенно, что при достаточно низких температурах колебания кристалли-
ческой решетки столь незначительны, что след движущегося электрона может
существовать достаточно длительное время. Это приводит к опосредованному
взаимодействию с другим электроном и образованию пар с равными по абсо-
лютной величине и противоположно направленными импульсами и спиновы-
ми моментами. Такие пары электронов получили название куперовских пар.
Влияние температуры можно проиллюстрировать наглядной аналогией.
Если моторная лодка движется по спокойной поверхности воды, то ее след
еще долго и отчетливо виден на поверхности. Если же море штормит, то прак-
тически никакого следа лодки заметить не удается, да и само движение лодки
будет носить иной характер. Аналогично при температуре выше критической
Т
с
энергия колебаний решетки будет превышать энергию взаимодействия
электронов в куперовских парах, то есть, по сути, будет разрушать куперов-
ские пары.
Определим различие в плотности энергетических состояний в металле в
нормальном и сверхпроводящем состоянии. Как уже отмечалось, для отдель-
ных электронов, обладающих полуцелым спином, выполняется запрет Паули и
Рис. 46. Взаимодействие шариков
на мембране

Страницы