基本信息
文件名称:低温超导电子配对电场作用机制.pdf
文件大小:656.16 KB
总页数:4 页
更新时间:2025-05-20
总字数:约8.12千字
文档摘要

§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

T

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,

c

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’。

?

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

?r?r

????

大,若假设其值是常温状态介电系数的倍,即???e,由笔者

?e

00

导出的无发散电场作用势能就可写成

22

ee?R/r??r

Ve?R/re??(1.1)

4??r4??r

0

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

2?d?r?

eR???R/r??r

F???V=2?1??r?e??(1.2)

4??rrdr

0??

?r?R/r

若??,(1.2)等价于

2?1??R?

e???1??R/r

F=2?1??e??(1.3)

4??rr