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【正文】 處在一種凝聚狀態(tài)，即某一低能態(tài)，所以超導態(tài)是比正常態(tài)更加有序的狀態(tài)。 從這個模型出發(fā)可以解釋許多超導實驗現(xiàn)象，如超導轉(zhuǎn)變時電子比熱的“λ”型躍變等。,1935年，倫敦兄弟在二流體模型的基礎(chǔ)上，提出兩個描述超導電流與電磁場關(guān)系方程，與麥克斯韋方程一起構(gòu)成了超導體的電動力學基礎(chǔ)。,第十六頁，共七十一頁。?為弛豫時間，也是電子兩次碰撞間的時間,歐姆定律,對于超導體，超導電子的弛豫時間趨于無窮,第十八頁，共七十一頁。,第二十一頁，共七十一頁。,實驗表明：處于外磁場中的超導體內(nèi)并不是完全沒有磁場，實際上外磁場可以穿透到超導體表面附近很薄的一層。,1950年，京茨堡和朗道在二級相變理論的基礎(chǔ)上提出了超導電性的唯象理論，簡稱GL理論。 η＝0時為完全無序，η＝1時為完全有序。,對于第三點假設(shè)， GL假定：,第二十七頁，共七十一頁。,如何得到GL方程？,將,分別對,和A求極值，由常規(guī)的變分可得：,GLI,GLII,（詳細推導過程請參考李正中《固體理論》P212）,原則上，由GLI, GLII和Maxwell方程可以解出在任何磁場下的超導體內(nèi)部的,以及,然而，迄今對這個方程尚未找到嚴格解。,對GL方程的討論：唯象的GL方程形同于微觀的Schrodinger方程,第三十二頁，共七十一頁。,對GL方程的討論：由 GL方程得到磁通量子化,第三十六頁，共七十一頁。 20世紀50年代初，同位素效應、超導能隙等關(guān)鍵性的發(fā)現(xiàn)提供了揭開超導電性之謎的線索。施里弗提出BCS理論后。對實驗數(shù)據(jù)處理后得到原子質(zhì)量M和臨界溫度Tc的簡單關(guān)系：,這種轉(zhuǎn)變溫度Tc依賴于同位素質(zhì)量M的現(xiàn)象就是同位素效應。 描述晶格振動的能量子稱之為聲子，即，同位素效應指出：電子聲子的相互作用與超導電性有密切關(guān)系。 弗洛里希（Frohlih）提出：電子—聲子相互作用是高溫下引起電阻的原因，而在低溫下導致超導電性。 特點：在費米能附近出現(xiàn)了一個半寬度為?的能量間隔，在這個能量內(nèi)沒有電子態(tài)，?叫做超導能隙（~ 103104eV）。,B 超導能隙,第四十二頁，共七十一頁。 在許多材料中，F(xiàn)ermi面附近動量和自旋都相反的一對電子，吸引力 Coulomb排斥力，使得凈的相互作用為吸引力。但在費米面附近的電子，在交換虛聲子所引起的吸引力作用下，按相反的動量和自旋兩兩地結(jié)合成電子對，這種電子對被稱為庫帕對。,物理圖象,第四十四頁，共七十一頁。 (2) 元素或合金的超導轉(zhuǎn)變溫度與費米面附近電子能態(tài)密度N(EF)和電子聲子相互作用能U有關(guān)，它們可以從電阻率來估計，當UN(EF) l時，BCS理論預測臨界溫度：,θD為德拜溫度。,絕緣體通常對于從一種金屬A流向另一種金屬B的傳導電子起阻擋層的作用。,金屬,金屬,絕緣體,金屬,超導體,絕緣體,金屬絕緣體超導體(MIS)結(jié),MIS結(jié)的IV曲線,MIM結(jié)的IV曲線,第四十八頁，共七十一頁。,MIS結(jié)IV曲線的解釋,* MIS結(jié)中的隧道效應,(2)外加電壓V ,超導體,金屬,當T= 0K時，左邊電子不能隧穿到右邊能隙,當T 0K時，左邊被熱激發(fā)到費米面以上的電子有一定的概率隧穿到右邊能隙以上的空狀態(tài),第五十一頁，共七十一頁。,第五十三頁，共七十一頁。,在Josephson預言這一現(xiàn)象之后幾個月，P.W.Anderson和J.M.Rowell證實了此預言。能夠讓很小的超導電流從一個超導體流向另一個超導體。,直流Josephson效應,現(xiàn)象：SIS結(jié)兩端電壓為零時，可以存在一股很小的超導電流，這是超導電子對的隧道電流。,對上式取實部和虛部相等,第五十八頁，共七十一頁。,第六十頁，共七十一頁。,第六十三頁，共七十一頁。,約瑟夫森結(jié)的實際應用：超導量子干涉儀,第六十六頁，共七十一頁。,第六十九頁，共七十一頁。,內(nèi)容總結(jié),第二章 超導材料。這種變化就是倫敦指出的“電子平均動量分布的固化或凝
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