Явище надпровідності: класифікація, властивості і застосування

Властивості

Більшість фізичних властивостей надпровідників варіюються від матеріалу до матеріалу, таких як теплоємність і критична температура, критичне поле і густина критичного струму, при яких руйнується надпровідність.

З іншого боку, існує клас властивостей, які не залежать від основного матеріалу. Наприклад, всі надпровідники мають абсолютно нульовий питомий опір при малих доданих струмах, коли відсутнє магнітне поле або в тому випадку, якщо прикладене поле не перевищує критичного значення.

Наявність цих універсальних властивостей має на увазі те, що надпровідність є термодинамічною фазою і, отже, володіє певними відмітними властивостями, які в значній мірі не залежать від мікроскопічних деталей.

Ситуація відрізняється в надпровіднику. У звичайному надпровіднику електронна рідина не може бути розділена на окремі електрони. Замість цього він складається із зв’язаних пар електронів, відомих як куперовские пари. Це парування викликано силою притягання між електронами в результаті обміну фононами. З-за квантової механіки енергетичний спектр цієї рідини куперовской пари володіє енергетичною щілиною, тобто існує мінімальна кількість енергії ΔE, яке повинно бути подано для порушення рідини.

Отже, якщо ΔE більше теплової енергії решітки, заданої kT, де k – постійна Больцмана, а T – температура, рідина не буде розсіюватися ґратами. Таким чином, рідина пари Купера є надтекучою, що означає, що вона може протікати без розсіювання енергії.