Физика твердого тела: Письменные лекции. Шерстюк А.И. - 41 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Микроскопическая теория сверхпроводимости дает: Т
к
~ hω, где ω -
средняя частота фононов. Поскольку ω ~ M
– ½
, где М – масса иона, то
Т
к
М
1/2
= const (60)
т.е. критическая температура уменьшается с ростом массы изотопа, что
соответствует экспериментальным данным по изотопическому эффекту.
Действительно, с ростом массы ионы решетки становятся менее
подвижными и хуже экранируют заряд электрона.
Из теории сверхпроводимости следует также, что сила тока в
сверхпроводящем кольце (или цилиндре) квантуется, т.е. принимает
только дискретный
ряд значений. Поскольку сверхпроводящий ток связан
с магнитным полем, то его напряженность, а значит и магнитный поток Ф,
связанный со сверхпроводящим кольцом, будут квантоваться,т.е. Ф = n
Ф
0
, где n – целое число,
Ф
0
= h /q (61)
где q – заряд носителя тока. Формула (61) подтверждена в 1961 г.
экспериментально. Измеренное значение Ф оказалось кратным Ф
0
при q,
равным удвоенному заряду электрона (q = - 2e). Это служит
дополнительным подтверждением теории, согласно которой носителями
тока в сверхпроводнике являются куперовские пары, заряд которых равен
суммарному заряду двух электронов.
Эффекты Джозефсона. В 1962 г. Джозефсон предсказал на основе
теории сверхпроводимости существование двух необычных эффектов:
стационарного (обнаружен экспериментально в 1963 г.) и
нестационарного (1965 г.). Эти эффекты
наблюдаются при протекании
сверхпроводящего тока через туннельный контакт, образованный двумя
сверхпроводниками, разделенными слоем диэлектрика толщиной порядка
1 нм, называемый контактом Джозефсона. При этом возникает
туннелирование электронных пар через контакт. Сила тока через контакт
зависит от разности фаз, ϕ
1
и ϕ
2
, волновых функций, описывающих
куперовские пары по обе стороны барьера,
I = I
0
sin ( ϕ
1
-ϕ
2
) (62)
где I
0
- максимальный ток через барьер, пропорциональный площади
туннельного перехода и прозрачности барьера.
Стационарный эффект наблюдается при условии, что ток через контакт
Джозефсона не превышает определенного значения, называемого
критическим током контакта. При стационарном эффекте напряжение
на контакте отсутствует.
Если ток на контакте превышает критическое значение, наблюдается
нестационарный эффект Джозефсона. В этом случае
на контакте

Страницы