§1.7低温超导电子配对电场作用机制
1911年,荷兰物理学家H·卡末林·昂内斯发现汞在温度降至4.2K
时,电阻会瞬间降至到零,这种低于某一温度能出现超导电性的物质
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就是超导体。超导体都存在有临界温度[3],当温度低于临界温度时,
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超导体就能从正常态转变到超导态。理论上用‘库珀对’已成功解释了
超导微观作用机制。但对‘库珀对’的形成原因仍有不同看法。主流认
为超导体中晶格振动会产生具有能量的声子,两自由电子通过交换声
子彼此吸引形成‘库珀对’。可是,在合成的一维铜氧化物材料中掺杂
9%-40%的电荷载流子后两同性电子间存在的吸引力比哈伯德模型
(Hubbardmodel)[2]导出的等效近邻吸引力大十倍[1],这么大的
吸引力用交换声子无法解释,必然还另有原因。‘库珀对’中两电子间
的吸引力作用能不能也是电场作用呢?根据库仑定律似乎只能得到
同性电荷相斥,不会得到同性电荷相吸结果。其实不然,库仑定律是
没有考虑电子周围存在有真空极化电荷的附加作用,笔者在考虑真空
极化电荷作用后导出的电场力比库仑电场力多了一个平衡作用距离
R,当两电子间的作用距离小于平衡作用距离时,同性电子相斥就会
变成相吸,在此吸引力的作用下两电子也能形成‘库珀对’。
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导体内两自由电子间的空间介电系数在低温超导状态下会增
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大,若假设其值是常温状态介电系数的倍,即???e,由笔者
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导出的无发散电场作用势能就可写成
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由此可导出在低温超导状态下两自由电子间电场作用力是
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