Составители:
Рубрика:
импульсами. Поскольку полный спин пары равен нулю, то такие частицы
подчиняются квантовой статистике Бозе-Эйнштейна, т.е. являются
бозонами. Бозоны накапливаются в основном энергетическом состоянии,
образуя “бозе-конденсат”, из которого их сравнительно трудно перевести
в возбужденное состояние. Следовательно, куперовские пары, придя в
согласованное движение (под действием, например, электрического поля),
остаются в
этом состоянии неограниченно долго. Такое согласованное
движение пар и есть ток проводимости.
В куперовские пары объединяются не все электроны проводимости,
поскольку в вырожденном газе фермионов взаимодействовать между
собой могут лишь те частицы, вблизи уровней которых имеются
свободные состояния, т.е. фермиевские электроны. При Т > 0 имеется
некоторая вероятность разрушения пары. Поэтому
наряду с такими
парами имеются “нормальные” электроны. Чем ближе Т к Т
к,
тем доля
нормальных электронов становится больше. При Т = Т
к
все электроны
становятся нормальными, и сверхпроводящее состояние разрушается.
Образование куперовских пар приводит к перестройке энергетического
спектра металла. Для возбуждения электронной системы, находящейся в
сверхпроводящем состоянии, надо разрушить хотя бы одну пару. Для
этого требуется энергия, равная энергии связи, 2∆ , электронов в паре (по
∆ на каждый электрон). Эта энергия представляет
собой минимальное
количество энергии, которое может воспринять система электронов
сверхпроводника. Следовательно, при T < T
k
в энергетическом спектре
электронов образуется энергетическая щель ширины 2∆, расположенная в
области уровня Ферми. Значения энергии, принадлежащие этой щели,
запрещены. Существование щели было доказано экспериментально.
Благодаря наличию энергетической щели, при малых скоростях своего
движения (I < I
k
) электронная система не возбуждается фононами, что
означает движение без трения, т.е. без электрического сопротивления.
Ширина щели зависит от количества неспаренных электронов,
уменьшаясь с ростом концентрации последних, а следовательно, с ростом
температуры. Из теории сверхпроводимости известна формула:
∆(T) = kT
k
( 1 – T/T
k
)
1/2
(59)
При Т = Т
к
все куперовские пары разрушаются и вещество переходит в
нормальное (несверхпроводящее) состояние. Для типичных
сверхпроводников ∆ (0) ~ 10
-3
эВ.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- …
- следующая ›
- последняя »
