Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 500

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 494 495 496 497 498 499 < 500 > 501 502 503 504 505 506 .. 818 >> Следующая


Наличие щели в спектре электронов приводит к экс-поненц. зависимости [~ехр (—Д(0)/fe7*)] в области низ* ких темп-p всех величии, определяющихся число* этих электронов (напр., электронной теплоёмкости и теплопроводности, коэффициентов поглощения звука и низкочастотного [Йм «С Д(0)} эл.-магн. излучения).

Вдали от ферми-уровня (и^|р — PfI > А) выражение

(1) описывает энергетич. спектр электронов нормаль-
його металла, т. е. эффект спаривания оказывает влияние на электроды с импульсами в области шириной Ap ~ AIvf. Пространственный масштаб куперовской корреляции («размер» пары) ? ~ hi Ap ~ hvF!Д. Корреляционная длина ? ~ 10~7—10~4 см (ниж. предел реализуется у ВТСП), одкако обычно | намного превышает период кристаллич. решётки.

Эл.-дииампч. свойства сверхпроводников зависят от соотношения между стандартной корреляц. д л и и о й ?0 = hvF/лД(0) и характерной толщиной поверхностного слоя, в к-ром существенно изменяется величина эл.-магн. поля б?, = (тс-/Апп3е2)^г, где ns — концентрация сверхпроводящих (спаренных) электронов, е — заряд электрона. Если бJj(T) (такая область всегда имеется вблизи Тс> т. к. при T-^Tc Hg —> 0), то куперовские пары можно считать точечными, поэтому эл.-динамика сверхпроводника является локальной и сверхпроводящий ток определяется значением векторного потенциала А в рассматриваемой точке сверхпроводника (ур-ние Лондонов). При ^l(T) <, I0 проявляются когерентные свойства конденсата куперовских пар, эл.-динамика становится нелокальной — ток в данной точке определяется значениями А в целой области размером ~to (Пиппарда уравнение). Такова обычно ситуация в массивных чистых сверхпроводниках (при достаточном удалении от их поверхности).

Переход металла из нормального в сверхпроводящее состояние в отсутствие магн. поля является фазовым переходом 2-го рода. Этот переход характеризуется комплексным скалярным параметром порядка — волновой ф-цией бозе-кондеисата куперовских пар vP(г), где г — пространственная координата. В модели БКПГ \Ч\ = Д [при T = Tc IYI = Д = 0, а при Г = О |?| = Д(0)}. Фаза волновой ф-ции 1F таиже имеет существенное значение: через градиент этой фазы определяется плотность сверхпроводящего тока js:

Opt

• Ч-уЧГ.) -—А, (3)

A—ST<**vT-

При переходе в сверхпроводящее состояние решёточная часть теплоёмкости почти не изменяется, а электронная увеличивается скачком. В рамках теории БКПГ для изотропного спрктра

С„(Т) _ ( 2.434-3.77(777,-11. Tc-Т«ТС Cen(Tc) \ 1,35(Д(0)/*ту/* exp (^A(O)ZfeT1), Т<ТС.

При T Tc значение Ces экспоненциально убывает (рис. 3) и теплоёмкость сверхпроводника определяется своей решёточной частью Cps ~ Г3. Характерная экспоненциальная зависимость Ces даёт возможность непосредственного измерения Д(0). Отсутствие этой зависимости свидетельствует о том, что в нек-рых точках

і с„т/CtnHci

Рис. 3. Скачок теплоёмкости при переходе в сверхпроводящее состояние.

где знак * обозначает комплексное сопряжение. Величина плотности тока js также обращается в нуль нри T = Tc. Фазовый переход нормальный металл — сверхпроводник можно рассматривать как результат спонтанного нарушения симметрии по отношению К группе симметрии U(I) калибровочных преобразований волновой ф-ции ?(г). Физически это соответствует нарушению ниже Tc сохранения числа электронов в связи с их спариванием, а математически выражается появлением отличных от нуля ср. значений параметра оорядка <Y(r)).

Щель в энергетич. спектре электронов не всегда совпадает с модулем параметра порядка (как это имеет место в модели БКШ) и вообще не является иеобходи-I иым условием С. Так, иапр., при введении в сверхпроводник парамагн. примесей в иек-ром диапазоне нх концентраций может реализовываться бесщелевая С. (см. ниже). Своеобразна картина С. в двумерных системах, где термодинамич. флуктуации фазы параметра порядка разрушают дальний порядок (см. Мёрмина —Ba-IHtpa теорема), и тем ие менее С. имеет место. Оказывается, что необходимым условием существования Сверхпроводящего тока /8 является даже не наличие Дальнего порядка (конечного ср. значения параметра Аорядиа (W(r)) Ф 0), а более слабое условие степенного убывания корреляционной функции

•^'Тепловые свойства. Теплоёмкость сверхпроводника (как и нормального металла) состоит из элек-tjpoiraofi Cei и решёточной Cps компонент. Индекс s относится к сверхпроводящей фазе, п — к нормальной, Ї’^'К электронной компоненте, р — к решёточной.

поверхности Ферми эиергетич. щель обращается в нуль. По всей вероятности, последнее связано с нефоноииым механизмом притяжения электронов (иапр., в системах с тяжёлыми фермионами, где при низких темп-рах CesCo Ts для UB13 и Ctrs ео T2 для CeCuSi2).

Теплопроводность металла при переходе в сверхпроводящее состояние не испытывает скачка, т. е. Ks(T1c) = Xti(Tc). Зависимость Xs(T) обусловлена рядом факторов. С одной стороны, сами электроны дают свой вклад в теплопроводность Xgs, к-рый по мере понижения темп-ры и образования куперовских пар уменьшается. С др. стороны, фоиоиный вклад Xpg начинает несколько увеличиваться, поскольку с уменьшением числа электронов увеличивается длина свободного пробега фононов (электроны, объединённые в куперовские пары, фононов не рассеивают и сами тепло не переносят). Т. о., Jteg < хеп, в то время как Xps > хртг. В чистых металлах, где выше Tc превалирует электронная часть теплопроводности, оиа остаётся определяющей и при переходе в сверхпроводящее состояние; в результате xe/xn < 1 при всех темп-рах ниже Tc. В сплавах же, наоборот, теплопроводность определяется в основном своей фононной частью и при переходе через Te Xi начинает возрастать ввиду уменьшения числа иеспаренных электронов.
Предыдущая << 1 .. 494 495 496 497 498 499 < 500 > 501 502 503 504 505 506 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed