Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Происхождение терминд «CL л.» объясняется тем, что интерференц. ярления можно интерпретировать как предвестник андерсоновского перехода металл — диэлектрик, прн к-ром благодаря достаточно сильному беспорядку происходит полная локализация электронных волн (см. Андерсеновская локализация). Вдали от перехода квантовые поправки малы по параметру К/1, где А, — длина волны электрона, I — длина его свободного пробега. Однако во ми. случаях именно они определяют нетривиальные зависимости проводимости о от магн. поля Я, темп-ры T, частоты ш перем, полей и раамерностн d образца.
Квантовые интерференционные поправки. Полное вм-числение поправок производится с помощью методов квантовой теории поля. Однако их происхождение и осн. свойства можно понять на :оеиове следующих рас-суждений. Рассмотрим проводник, в к-ром I » А,, н предположим, что за время t электрон, испытывая рассеяние на примесях, пере- А ходит из точки А в точку В.
Прн этом он может пройти по разным путям * (рис.). Согласно общим прігацнпам квантовой механики, вероятность такого процесса W определяется выражением;
Н2^Г=2|'4'|,+5>'- ' (,)
, t г ¦, , І іФі .,г
Здесь А ^ — амплитуда вероятности движения электроиа вдоль і-го пути- Первое слагаемое в (1) описывает сумму вероятностей прохождения каждого пути, а второе — интерференцию разных амплитуд. Интерференция большинства амплитуд не даёт вил ад в W, т. к. их фазы пропорциональны длине траектории н прн суммировании взаимно погашаются. Исключение состав-лянуг траектории с самопересечением. Каждой таной траектории можно сопоставить две амплитуды A1 и At, отвечающие разл. направленням обхода замкнутой петли. Эти две амплитуды когерентны друг другу, и поэтому их интерференцией нельзя пренебречь: AiA* -\- A2А* = 21AiJa, Пренебрежение интерференцией отвечает классич. описанию (ур-ние Больцмана), а её учёт приводит к возникновению квантовых поправок.
Влияние квантовых поправок иа электропроводность.
Относит, величина вклада-поправок в проводимость До (оиа всегда отрицательна) Пропорциональна вероятности самопересечения лучевой трубки с сечением при диффузии за время T9 полного разрушений когерентности (сбоя фазы) из-за неупругих процессов или из-за рассеяния с переворотом спина. Оцениа Да, полученная из приведённых рассуждений, по порядку величины совпадает с результатами точного,расчёта и определяется выражением:
До—--?-] ЬМ.
confet-La
-1
d=1, rf=2,
<2=3.
(2)
Здесь Lv = » & — коэф. классич. диффузии.
Из (2) видно, что До, хотя и мала по параметру л/1, но определяет сингулярные зависимости проводимости от темп-ры (т9 со T-1) или частоты поля (при шт з> 4, X9 следует заменить ва ш-1).
Влияние иеупругого рассеяния. Бели доминирующим процессом сбоя фазы является неупругре рассеяние, то т9 растёт с понижением T и всё большее число петлеобразных участков траекторий с, размерами L ^ Lv даёт вклад в До. При этом абс. величина Да увеличивается, а сама проводимость уменьшается согласно (2). Этим, в частности, объясняется появление минимума на температурной зависимости сопротивления метал-лич. плёнок и вырожденных полупроводников. Рост сопротивления прн понижении T — результат совместного проявления поправок разной природы, возникающих как за счёт эффектов Cf. л., так и межэлектронного взаимодействия.
Во внеш. маги, поле амплитуды Л і н Аа приобретают дополнит, фазовый множитель ехр(±лф/ф0), где Ф — поток магн. поля через замкнутую петлю, Ф0 = itcft/l— квант маги- потока, ± соответствует разл. направлениям обхода петли. В результате у интерферирующих амплитуд возникает разность фаз Дфм =2лФ/Ф0. Появление Дфн приводит к разрушению когерентности и уменьшению I Да], т. е. к увеличению проводимости. Экспериментально это явление наблюдалось в виде отрицат. магнетосопротивления в слабом магн. поле.
JIum.: Ларкин А. И., Хмельницкий Д. E., Андер-соновская локализация я аномальное магнетосопротивление при низких температурах, «УФН», 1982, т. 138, Ml 3, с. 636; Altshuler В. L.,Aronov A. G., Electron-electron interaction in disordered conductors, в кн.: Electron-electron interaction in disordered systems, ed. by A. L. Efros, M. Poliak, Amst., 1985; Sharvin Yu. V., Sharvln D. Ya., Weak electron localization and magnetoresistance oscillations of cylindrical normal metal films, в кн.; Low temperature physics advances in science and technology in the USSR (ST), Physics Series, ed. A. S. Boro-vik-Romanov, MIR Publishers, Moscow, 1985, p. 240; Абрикосо) A. А., Основы теории металлов, М., 1987; Alt-
shuler В. L. и др., Quantum effects in disordered metal films, «Sov. Sci. Rev. Sec. A.Phys. Rev.», 1987, v. ft p. 223.
M. 'E. Гершеняон.
СЛАБАЯ ' СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — совокупность явлений, происходящих в слабосвизанных сверхпроводящих системах (неоднородных сверхпроводящих струк-
турах), содержащих узкие (в направлении протекания, тона) области либо области, у к-рых сверхпроводимость отсутствует или сильно нодавлена. Термин «С. с.» введён Ф. Андерсоном (Ph. Anderson, 1964), т-к. критический ток н критическое магнитное поле в слабосвязанных сверхпроводниках значительно меньше, чем в обычных. С.«. наблюдается в туннельных контактах [два сверхпроводника разделены тонной (<—10 А) джалектрич. прослойкой], контактах с прослойкой из нормального (нес верх проводи ще го) металла и полупроводника, сверхпроводищих мостиках с сужением, точечных контактах, гранулнров. сверхпроводниках, состоящих на большого числа джоаефсоновских контактов (рнс. 1).
