能帶與超導(dǎo)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 08:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 熱端 冷端 電子或空穴密度 小 大 運(yùn)動(dòng)速度 大 小 n 型 正 負(fù) p 型 負(fù) 正 集成電路： pn結(jié)的適當(dāng)組合可以制成具有放大作用的晶體三極管以及各種晶體管，制成集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路。 半導(dǎo)體激光器： 半導(dǎo)體激光器 (也叫激光二極管 )是光纖通訊中的重要光源 ,在創(chuàng)建現(xiàn)代 信息高速公路 的工作中起著極重要的作用。 正向偏壓下工作 , 激勵(lì)能源是外加電壓 (電泵 )大量載流子躍遷 到較高能量的能級(jí)上。 當(dāng)正向電壓大到一定程度時(shí) , 造成粒子數(shù)反轉(zhuǎn) , 形成電子空穴復(fù)合發(fā)光 , 由自發(fā)輻射引起受激輻射。 體積小，極易與光纖結(jié)合，成本低，制造方便，所需電壓低 (只需 )，功率可達(dá) 102 mW pn結(jié)本身就形成一個(gè)光學(xué)諧振腔 , 兩個(gè)端面相當(dāng)于兩個(gè)反射鏡 , 適當(dāng)鍍膜后可達(dá)到所要求的反射系數(shù) , 形成激光振蕩 , 并利于選頻。 1911年，荷蘭萊登大學(xué) 昂內(nèi)斯 教授在研究金屬電阻隨溫度變化規(guī)律時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)溫度降低時(shí)汞（ Hg）的電阻先是平穩(wěn)地減小 . 但在 ，電阻突然降為零。 超導(dǎo)電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 167。 超導(dǎo)物理基礎(chǔ) 超導(dǎo)體從正常態(tài)轉(zhuǎn)入超導(dǎo)態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度 （相變溫度 Tc ） 超導(dǎo)臨界溫度 ： 晶格完整，無(wú)畸變 無(wú)雜質(zhì)，無(wú)缺陷 T=0 K時(shí)，電阻為零 理想導(dǎo)體 : T=0 K時(shí) , 有剩余電阻 R0 一般導(dǎo)體 : 低溫冷卻時(shí)，電阻突然下降為零 超導(dǎo)體 ： 二、超導(dǎo)基本性質(zhì) 1．直流零電阻性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 可持續(xù)上萬(wàn)年 態(tài) T 將金屬環(huán)置于磁場(chǎng)中，降低溫度成為超導(dǎo)體，再撤去磁場(chǎng)。由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，超導(dǎo)環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流 。 2. 完全抗磁性（邁斯納效應(yīng)） 超導(dǎo)體內(nèi) 0?B?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 磁棒 超導(dǎo)態(tài)鉛 浸入液氦 置于外磁場(chǎng)中的超導(dǎo)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為零的現(xiàn)象稱為： “ 邁斯納效應(yīng)” 超導(dǎo)體 理想導(dǎo)體 內(nèi)部不存在電阻 其中磁通量不變 ,超導(dǎo)體 內(nèi)部不存在電阻 其中磁通量為零 與零電阻現(xiàn)象彼此獨(dú)立 注意 直流零電阻 和 完全抗磁性 （即邁斯納效應(yīng)）是超導(dǎo)的兩個(gè) 獨(dú)立特性 ，不能由任何一個(gè)推知另一個(gè)的存在。 三、揭開(kāi)超導(dǎo)之謎 BCS理論 巴丁 （ J. Bardeen) 庫(kù)柏 （ L. Cooper) 施瑞弗 （ R. Schrieffer) 1972年諾貝爾物理獎(jiǎng) 1. 自然雜志 98年第 5期 “電子時(shí)代的奠基人和兩次諾貝爾獎(jiǎng)的獲得者 ——巴丁” ?1956年，因發(fā)明晶體管，與肖克萊（ ），布拉頓（ ） 共獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。 ?1972年，因低溫超導(dǎo)理論，與庫(kù)柏 .施瑞弗共獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。 1991年去世 82歲 庫(kù)珀提出： 在某種吸引力 作用下， 金屬中兩個(gè)電子能組成電 子對(duì)（就像兩個(gè)原子組成 分子一樣），這種電子對(duì) 稱為 庫(kù)珀對(duì)。 BCS理論證明：費(fèi)米面附近兩個(gè)動(dòng)量大小相等、方向相反、自旋相反的電子將構(gòu)成一個(gè)束縛在一
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