Составители:
Рубрика:
достигает критического значения, при котором исчезает
сверхпроводимость. Зависимость I
k
от температуры аналогична
зависимости В
к
от Т (рис. 19). Сила критического тока при
фиксированной температуре прямо пропорциональна диаметру провода,
поскольку в обычных сверхпроводниках токи текут в тонком
приповерхностном слое толщиной от 10 до 100 нм. В сверхпроводниках
второго рода возникающие во внешнем магнитном поле токи текут не
только по поверхности, но и в толще проводника. В результате в
таких
сверхпроводниках критическое поле возрастает до 20 Тл и более.
Сверхпроводимость представляет собой явление, в котором
квантовомеханические эффекты проявляются в макроскопических
масштабах. Теория этого явления весьма сложна и была создана только в
1957 г. американскими физиками Бардиным, Купером и Шриффером и
независимо от них в 1958г. Н.Н. Боголюбовым. Возникновение этого
явления
обусловлено взаимодействием электронной подсистемы с
кристаллической решеткой, благодаря которому на электроны в металле
действуют силы взаимного притяжения, которые в сверхпроводящем
состоянии превышают силы кулоновского отталкивания. Притяжение
возникает вследствие деформации (поляризации) кристаллической
решетки, в результате чего электрон оказывается окруженным облаком
положительного заряда, к которому будет притягиваться другой электрон.
В результате электроны проводимости
объединяются в так называемые
куперовские пары. На квантовомеханическом языке такое притяжение
возникает как результат обмена квантами возбуждения решетки –
фононами. При низких температурах это притяжение у веществ,
являющихся сверхпроводниками, превышает кулоновское отталкивание.
Наиболее эффективно образование пар происходит в тех металлах, у
которых имеет место сильное взаимодействие электронов с
кристаллической решеткой, приводящее
в обычных условиях к
относительно низкой электропроводности. И действительно, из чистых
металлов лучшими сверхпроводниками оказались наиболее высокоомные
– свинец, ниобий, олово, ртуть и др. В то же время у хороших
проводников (медь, серебро) сверхпроводимости не наблюдается.
Расстояние между электронами пары может достигать примерно 10
-4
см,
т.е. на четыре порядка превышает межатомные расстояния в кристалле.
Следовательно, внутри области, занимаемой любой парой, окажутся
центры очень многих ( от 10
5
до 10
11
) пар, т.е. пары сильно
перекрываются, что весьма существенно для стабильности состояния.
Взаимодействие, обусловленное обменом фононами, наиболее сильно
проявляется у электронов, обладающих противоположными спинами и
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- …
- следующая ›
- последняя »
