Куперовские пары

Сравнивая (482) и (486), видим, что Ац сверхпроводника в ехр [1/Л (0) V] раз превышает величину энергии связи изолированной куперовской пары. [c.270]

В макроскопическом образце сверхпроводника за счет мощного взаимного влияния электронных пар устанавливается одна фаза (см. гл. V, 3). Разрезав сверхпроводник на две части и отодвинув их, например, на 1 мм, можно получить разные фазы, поскольку взаимное влияние их устраняется (размер куперовской пары С 1 мм). Следовательно, цепь разорвана, ток в цепи отсутствует (рис. 212, а). Но если сдвинуть куски сверхпроводника на 10—20 А (расстояние, меньшее о). то между ними возможен обмен в силу обычных волновых свойств электрона. А раз уж электронные пары перекочевывают из одного куска в другой, барьер между ними не должен оказывать электрического сопротивления, т. е. быть сверхпроводящим. Это подметил английский физик Джозефсон (1962 г.). Рассматривая свойства туннельного контакта (рис. 212, б, в) между двумя сверхпроводниками, он пришел к открытию двух следующих эффектов. [c.529]

Для металлов, сплавов, твердых р-ров и нек-рых др. соед. сверхпроводимость объясняется в осн. электронно-фонон-ным механизмом спаривания электронов с противоположными спинами с образованием связанного состояния-т. наз. куперовских пар (теория Бардина-Купера-Шриффера). [c.297]

Возникновение сверхпроводящего состояния объясняется появлением особого> вида носителей электрического заряда — связанных электронных (куперовских>. пар, образуемых при температуре ниже Гкр и достигающих максимальной концентрации при 7 кр = 0 К. Пары образуются вследствие действия сил фононного притяжения между электронами (фонон — квант колебаний кристаллической решетки, которая находится в колебательном движении и при Т=0 К). При Т = =0 К все электроны в сверхпроводнике оказываются попарно связанными. Для. разных металлов и сплавов значения Гкр различны, например для алюминии. 7 кр=1,2 К, для ниобия 7 кр = 9,22 К. [c.37]

Небольшое притяжение способно привести к образованию своеобразных квазиатомов или квазимолекул, состоящих из двух электронов. Они получили название куперовских пар (по имени предсказавшего их существование Л. Купера). Заряд куперовской пары равен 2е. [c.337]

Образование куперовских пар приводит к перенормировке энергетического спектра элементарных возбуждений. Теперь для увеличения энергии электронов необходимо разорвать куперовскую пару, преодолев энергию связи между ними. Существование куперовских [c.337]

Эксперимент подтвердил справедливость нарисованной выше картины. Был измерен заряд куперовской пары. Он оказался равным 2е. Суш,ествование ш,ели А также подтверждено многочисленными экспериментами. [c.339]

Типичные контакты Джозефсона в отсутствие сверхпроводимости имеют сопротивления порядка нескольких ом. С возникновением сверхпроводящего состояния при достаточно низкой температуре сопротивление исчезает и начинается туннелирование куперовских пар через барьер при нулевом напряжении на приборе. [c.151]

В силу этой однородности фазовая функция связана с обобщенным импульсом (механическим моментом) р куперовской пары соотношением [c.155]

Исследования показывают, что вода и водные системы проявляют свойства сверхпроводников. Однако согласно классических представлений микроскопической теории сверхпроводимости БКШ, основанной на анализе электрон-фононных взаимодействий при образовании из свободных электронов куперовских пар, температурный порог сверхпроводимости [c.130]

Для таких систем решение уравнений динамики куперовских пар на основе теоретических положений Гинзбурга-Ландау, развитые A.A. Абрикосовым, приводят к представлениям о квантованных вихревых нитях [2,6]. Вихревые нити описываются в рамках теории сверхпроводников 2 рода, характеризуемых отрицательными значениями энергии между нормальной и сверхпроводящей фазами. Это означает, что сверхпроводники в магнитном поле расслаиваются на нормальную фазу (сердцевина вихря) и сверхпроводящую фазу (вихревая оболочка). В водной среде, имеющей нитевидные структуры ион-кристаллических ассоциатов, ее электромагнитное фазовое состояние может быть описано в рамках представлений смешанного состояния сверхпроводника 2 рода (рис. 4.3). [c.140]

Эффекты самопоглощения рассеянной, в том числе электромагнитной, энергии впервые экспериментально наблюдались Н. Тесла в виде полос или фигур черного цвета треугольной формы вдоль линий ветвления разряда от электростатического генератора. В природных процессах подобное явление проявляется в виде черных молний [24]. Появление областей полного поглощения энергии может быть описано как изменение кинетической энергии куперовской пары в результате обменных электрон-фононных взаимодействий и взаимодействия пары с магнитным полем (эффект Ааронова-Бома [23]). [c.372]

Таким образом, физические процессы кооперативного поведения электронов в жидкой воде и в атмосфере имеют единую природу и качественно описываются уравнениями нестационарной динамики куперовских пар. [c.374]

Окончательно сформулировать основные гипотезы теории БКШ можно таким образом при О К сверхпроводящее основное состояние представляет собой сильно коррелированное состояние, когда в пространстве импульсов нормальные электроны в тонком слое вблизи поверхности Ферми по возможности плотно заполняют парные состояния с противоположными спином и импульсом . Указанная корреляция меж у парами почти целиком обусловлена принципом Паули, а не истинным динамическим взаимодействием между парами. Это предположение позволило вычислить энергию сверхпроводящего основного состояния, которое полностью определяется корреляцией между куперовскими парами элек- тронов с противоположными спином и импульсом. Взаимодействие, приводящее [c.269]

Изменение ширины ш,ели с температурой. Когда температура сверхпроводника поднимается выше О, К, все большее число электронов возбуждается тепловым образом в одиночные квазичастичные состояния. Эти возбуждения обладают свойствами квазичастиц в нормальном металле они легко рассеиваются и могут приобретать или терять энергию сколь угодно малыми порциями. В то же самое время продолжает существовать конфигурация электронов, все еще коррелированных в куперовские пары, обеспечивающая сверхпроводящие свойства. Критическая температура Тс достигается (при Н = 0), когда все парные состояния разрушаются и Д (Тс) = 0. Для случая слабой связи Т определяются из уравнения [17] [c.270]

В случае магнетика с анизотропией типа легкая плоскость изначальная симметрия описывается группой 0, которая в результате перехода сводится к тривиальной. Точно такое же изменение симметрии происходит и в неидеальном бозе-газе (жидаости), так как умножение комплексного числа г з на е можно рассматривать как поворот двухкомпонентного вектора с координатами Ке г з, 1т ф на угол ш. Такое же нарушение симметрии происходит в сверхпроводнике, где величина гр является волновой функцией конденсата куперовских пар. [c.27]

Эта величина должна быть малой, для того чтобы суще-сэ вовала область применимости теории Ландау. Как следует из неравенства (4.1), метод самосогласованного поля применим в области T Gi. К веществам, для которых Gi <С 1, относятся сверхпроводники и некоторые сегнетоэлектрики. Для сверхпроводников величина Ге совпадает с радиусом корреляции куперовских пар при Т = 0 (см., например, [1]) [c.34]

Для проверки этой гипотезы Радосевич и Вильямс сравнили теплопроводность МЬСо,9в в сверхпроводящем и нормальном состояниях. Если теплоперенос осуществляется в основном электронами, то переход в сверхпроводящее состояние приводит к понижению теплопроводности, потому что электроны проводимости объединяются в куперовские пары. Такое уменьшение X наблюдается для большинства сверхпроводников. Оказалось, что для ЫЬСо.ое решеточная теплопроводность ниже Т е возрастает, что свидетельствует об уменьшении фонон-электронного рассеяния. Таким образом, этот результат подтверждает, что в карбидах фононы рассеиваются главным образом электронами проводимости, хотя зависимость Р и не наблюдается (рис. 101). Дополнительное подтверждение необычайно сильного электрон-фононного взаимодей- [c.196]

Электрон-фононное взаимодействие приводит к перенормировке энергетического спектра элементарных возбуждений. Она вызвана тем, что электроны объединяются в пары. Перенормировка охватывает только электроны, имеющие энергию, равную или близкую энергии Ферми. Последнее является следствием того, что энергия фонона значительно меньше фермиевской энергии. Однако надо помнить, что перенормируются самые главные электроны. Именно они ответственны за металлические свойства — электро-, теплопроводность и линейный ход температурной зависимости теплоемкости. Заметим, что электроны, составляющие пару, имеют противоположные импульсы, поэтому их суммарный импульс равен нулю. Размер куперовской пары Агк определяется величиной щели Агк = УрК/А. Думаю очевидно, что для области, в которой локализованы электроны в паре (размер пары), справедливо соотношение неопределенности. Численное значение Агк по атомным масштабам очень велико Агк 10 -Ь 10 см. Наглядно представить себе, что такое электронная жидкость в сверхпроводящем металле, боюсь, невозможно, но два обстоятельства несомненны после объединения электронов в пары электронная жидкость состоит именно из куперовских пар, а куперовские пары — бозоны (по-видимому, спин пары как правило равен нулю). Таким образом, в сверхпроводящем состоянии электронная жидкость представляет [c.338]

Josephson, 1962), были созданы приборы для измерения магнитного поля. Джозефсон рассмотрел прохождение тока через тонкий слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника. В таком устройстве, называемом контактом Джозефсона (рис. 4.1), волновые функции куперовских пар сохраняют конечные значения и за пределами сверхпроводников, определяя, таким образом, возможность перехода пар через диэлектрический барьер. [c.151]

Чтобы понять, как это происходит, вернемся к основному в теории сверхпроводимости представлению о коррелированном движении куперовских пар с одинаковыми фазами волновых функций. В джозеф-соновском контакте два сверхпроводника находятся так близко друг к другу, что из-за туннелирования устанавливается определенная разность фаз между волновыми функциями пар по разные стороны контакта. Джозефсон предсказал, что в этом случае пары будут двигаться преимущественно в одном направлении, так чтобы пара, преодолев диэлектрический барьер, оказалась на другой его стороне в фазе, соответствующей фазе пар в этой области. Переходов в обратном направлении, вообще говоря, не будет, поскольку при этом не возникает равенства фаз туннелирующих пар и пар в сверхпроводнике за барьером. Таким образом, ток через контакт оказывается зависящим от разности фаз волновых функций куперовских пар в сверхпроводниках по разные его стороны. [c.151]

Фаза куперовских пар является функцией векторного потенциала А внещнего магнитного поля. Поэтому приложение поля к джозефсо-новскому контакту приводит к изменению фазовых соотнощений и, следовательно, к пространственной модуляции тока в контакте. Это [c.151]

Ферми-системы с бозе-конденсацией зарядов представляют собой пространственно-коррелированную структуру куперовских пар, элек-трон-дырочных возбуждений и фононов [2]. Роль фононов в динамике сверхпроводников заключается в обмене энергией между электронами неравновесного сверхпроводника и внешней средой. Прямое влияние фононов определяет процессы поглощения рассеянной энергии среды, обратное - проявляется в виде преобразования энергии электронов в электромагнитную энергию. Особое значение процессы преобразования энергии, осуществляемые в сверхпроводниках, приобретают в связи с явлениями стимуляции сверхпроводимости в связанных состояниях жидкофазных систем и переноса электронов в виде электромагнитных волн. [c.130]

Известно, что высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) обладают слоистой структурой. Б подобных структурах, также как и в связанных состояниях воды, характеризуемым цепочечным упорядочением типа ( -О"—Н - -О —Н - ), куперовские пары имеют крайне малую длину когерентности ( 1нм), но вместе с тем большую плотность. Для объяснения механизма спаривания электронов в слоистых структурах оксидов предложено много моделей, которые включают образование биполяронов, электрон-дырочные взаимодействия и др. [4]. Б [6,7] переход с СП-состо-яние связывается с тем, что атомы кислорода ( - О"—), теряя электрон, становятся магнитными и заставляют ориентироваться соответствующим образом магнитные моменты рядом расположенных атомов. Считается, что образование кислородной нестехиометрии фаз в поверхностных структурах представляет собой фундаментальный интерес для высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП), так как соответствующие оксидные фазы в зависимости от содержания кислорода могут быть диэлектриками, полупроводниками, антиферромагнетиками и металлами [7]. [c.133]

Если рассмотреть физическую модель состояния жидкофазной системы, то можно отметить, что она в своем составе имеет объемную и связанную фазы (гетерофаза), при этом последняя при наличии униполярных зарядов и парамагнитных частиц играет роль энергоинформационного передатчика в системе и регулирует состояние вещества. Выделение гетерофазы в качестве самостоятельного объекта регулирования состояния вещества обусловлено особыми свойствами данных кооперативноорганизованных структур, основными из которых являются сверхпроводимость и избыток внутренней энергии. Такие свойства гетерофаз проявляются в ряде нелинейных процессов, в результате которых тепловая, акустическая, электромагнитная, электрическая и магнитная энергия сверхслабых внешних полей способна преобразовываться в энергию ион-ради-калов, которые накапливаются в связанных состояниях вещества. Запасенная таким образом энергия в последующих процессах когерентно транслируется по цепочечным структурам в виде продольных электромагнитных волн (электромагнитных вихрей), а также резонансно переизлучается гармоническими волнами в диапазонах волн от инфракрасного до сверхнизкочастотного. Происхождение данных процессов обязано эффектам слабой связи в джозефсоновских контактах. Однако в отличие от классических сверхпроводников, образование и поведение куперовских пар при высоких температурах обусловлено двумерной организацией структуры связанного состояния вещества, обменным электрическим процессам и экситонным механизмам поддержания спаренного состояния зарядов. [c.353]

При внешних электрических, магнитных или акустических (механических) воздействиях выше пороговых значений имеют место дальнодействующие магнито-дипольные взаимодействия ассоциатов. При модуляции фазовой прочности в макроскопических ансамблях ассоциатов возникает неустойчивость, сопровождаемая нелинейными эффектами пиннинга (захвата) электромагнитных (абрикосовских) вихрей по цепочечным структурам парамагнитных центров, образуемых ион-радикала-ми ассоциатов. Возникает уникальный природный реактор по преобразованию рассеянной энергии в энергию неравновесной плазмы, электромагнитную и кинетическую энергию движения среды, который может быть описан с позиций нелинейной динамики куперовских пар в анизотропной среде. [c.357]

По мнению авторов [23а] наблюдаемые эффекты адекватно описываются квантовомеханической интерпретацией, основанной на нелокальных волновых уравнениях типа Пиппарда, связывающих плотности тока и векторного магнитного потенциала А в сверхпроводниках. В этом случае тонкий несветящийся слой и светящаяся цилиндрическая оболочка отождествляются с токами куперовских пар, текущих во внешней и внутренней оболочках в противоположных направлениях. При этом несветящийся слой связан с нелинейной динамикой сверхпроводника 1 рода, шуба - сверхпроводящие вихри по типу Абрикосовских с центрами проскальзывания фазы в местах концентрирования нормальных электронов [c.372]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология