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固体理论-6 超导电性的微观理论.pdf
固固体体理理论论
—— 超导电性的微观理论超导电性的微观理论
主讲 翦知渐
固体理论-超导电性的微观理论 - 基本性质
第六章第六章 超导电性的微观理论超导电性的微观理论
BCSBCS理论理论::第第II类超导体的理论模型类超导体的理论模型
§§11 基本性质基本性质
§2 BCS约化哈密顿量
§3 库伯对
§4 BCS超导理论
§5 有限温度情况
§6 氧化物高温超导体
固体理论-超导电性的微观理论 - 基本性质 返回
§1 基本性质
低温下直流电阻消失的现象称为超导电性
目前发现一半以上的金属和成百上千种合金是超导体,但它们
的转变温度的转变温度T 一般很低般很低,直到直到20世纪世纪80年代中期未超过年代中期未超过30K
c
——常规超导体——BCS理论
以来年以来,人们发现了人们发现了一系列新的超导体系列新的超导体,转变温度转变温度TT 在在液液
c
氮区间(~77K ),包括四大类:90K的稀土系,110K的铋系,
125K的铊系,和135K的汞系。它们都含有铜和氧,因此也总称
为铜氧基超导体——高温超导体
La Sr CuO T = 40K
2-x x 4 c
YBaYBa CuCu OO TT = 92K92K
2 3 6+x c
Bi Sr Ca Cu O T = 110K
2 2 2 3 10+x c
TlTl BaBa CaCa CuCu OO TT = 125K125K …………
22 22 22 33 10+10+xx cc
铜氧化物超导体的相干长度短,各向异性度高,而陶瓷材质很
脆,应用受到限制。2008年以来,人们又找到了新的超导体:
在Gd Th FeAsO 中观察到56 K的超导电性,在Tb Th FeAsO
1−x x 1−x x
中也观察到超过50 K的超导电性——铁基超导体
固体理论-超导电性的微观理论 - 基本性质 返回
超导体的基本属性
1 超导态是一种新的凝聚态
“超导相”:X射线探测下晶格没
有变化有变化;也没有铁磁反铁磁转变也没有铁磁反铁磁转变;
出现超电流——全新的物理性质
((a)) TTTT 时时,电电子的比子的比热容为热容为
c
c ~ exp( - Δ/k T )
S B
而在正常态是线性关系而在正常态是线性关系::
c ~ k 2 T/E ()
N B F 超导体的电子比热容
——处于新的热力学状态
(b) TT 时,超导态的自由能比正常 2
c H (T) = H (0)[ 1 - (T/T ) ]
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