ТЕОРИЯ БАРДИНА-КУНЕРА-ШРИФФЕРА (ТЕОРИЯ БКШ)

Результаты, полученные от взаимодействия только двух электронов, Бардин, Купер и Шриффер обобщили для случая, когда все электроны образуют связанные пары. Согласно их теории (БКШ) температура сверхпроводящего перехода зависит от температуры Дебая 0Й и плотности электронных состояний на уровне Ферми М(ЕГ) по формуле

где V — эффективный потенциал электронного притяжения. Произведение АТ(ЕР является безразмерным. Оно играет роль параметра связи, определяющего интенсивность взаимодействия электронов.

В отличие от электронов, имеющих полуцелый спин, куперовские пары — это, по существу, новая частица, имеющая спин, равный нулю. Такие частицы подчиняются статистике Бозе-Эйнштейна. Для них не существует принципа запрета Паули. Бозе-частицы — бозоны обладают замечательным свойством: они в сколь угодно большом количестве могут находиться в одном состоянии, причем чем больше их оказывается в этом состоянии, тем труднее какой-либо из частиц выйти из него. Происходит так называемая бозе-конденсация.

Что же означает требование, чтобы все куперовские пары находились в одном состоянии? Это означает, что они должны соответствовать друг другу по всем физическим параметрам. Рассмотрим импульс пары. Суммарный импульс пары в отсутствии внешнего воздействия равен нулю. Это справедливо для каждой пары, и поэтому наше требование общей корреляции выполняется автоматически и, казалось бы, не означает, ничего нового. Однако ситуация резко изменится, если поместить всю совокупность куперовских пар в электрическое поле — они будут ускоряться, т. е. получать результирующий импульс. Из- за взаимодействия между парами он должен быть абсолютно одинаковым для всех пар. Куперовская пара не может обмениваться импульсом с решеткой, поскольку в этом случае она перешла бы в другое состояние, что исключается. Конечно, электроны, образующие куперов- скую пару за счет обмена виртуальными фононами, постоянно рассеивают друг друга, но при этом их полный импульс сохраняется и ток не изменяется. Это означает, что перенос заряда через решетку осуществляется без сопротивления.

В рамках теории БКШ объясняются многие свойства высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП). На спаривание электронов указывает квантование магнитного

потока в ВТСП с квантом , а также джозефсонов-

ские эксперименты. Достаточно легко объясняются эффект Мейсснера и существование критических значений тока и магнитного поля. На определенное участие решетки в спаривании электронов указывает изотопический эффект. Труднее поддаются объяснению высокие значения критической температуры сверхпроводящего перехода. Объяснить их существование можно, если допустить возможность каких-либо других механизмов спаривания электронов, кроме фононных. Однако к настоящему времени не сложилось единого мнения о том, какие это механизмы.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >