По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.3

Механизм сверхпроводимости в металлах-сверхпроводниках

В данной статье показано, что кроме тепловых колебаний атомов, влияющих на проводимость металлов-сверхпроводников при низких температурах, существенное влияние на появление сверхпроводимости оказывают электроны, отданные в зону проводимости каждым атомом кристаллической решетки, а также взаимодействие этих электронов в зоне проводимости.

Литература:

1. Филипенко Г.Г. К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https:// xreferat.com/108/794-1-k-voprosu-o-metallicheskoiy-svyazi-v-plotneiyshih-upakovkah-himicheskih-elementov.html.

2. Гинзбург В.Л. Сверхпроводимость: позавчера, вчера, сегодня, завтра [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://ufn.ru/ru/articles/2000/6/b.

3. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. — М., 1979.

Почему появление сверхпроводимости решили связать с тепловыми колебаниями атомов решетки? Причиной этому явилось то, что материалы изотопов элемента имели разные температуры перехода в сверхпроводящее состояние.

Конечно, такая зависимость имеет место, но она незначительна. Сверхроводимость не зависит от типа решетки. Вокруг сверхпроводника ниобия в таблице элементов много проводников, но они не являются сверхпроводниками. А тепловые колебания их атомов практически такие же.

Почему же у других металлов сверхпроводимость не обнаруживается? Быть может, потому, что тепловые колебания атомов не главный механизм сверхпроводимости?!

Проводимость, конечно, зависит от температуры. Но у меди и серебра при самых низких температурах сверхпроводимость почему-то не наблюдается, а у ниобия, который проводит значительно хуже меди и серебра, сверхпроводимость существует. Имеется она и у более тяжелого свинца с типом кристаллической решетки меди. Значит, не тепловые колебания здесь главные, а какие-то процессы в зоне проводимости. Для их рассмотрения необходимо знать число электронов, отдаваемое каждым атомом решетки в зону проводимости.

Авторы теории тепловых колебаний атомов, влияющих на проводимость металлов-сверхпроводников при низких температурах (теории БКШ), утверждают, что в сверхпроводимости участвует каждый десятитысячный электрон, а согласно теории твердого тела в простой проводимости участвует от 1-го в среднем до 3-х электронов от атома, или грубо каждый 10-й или 100-й электрон. Тем не менее, токи сверхпроводимости значительно больше токов обычной проводимости! Это свидетельствует о том, что что-то необычное происходит с электронами в зоне проводимости.

Задача поставлена. Решение этой задачи, вероятнее всего, может быть найдено на качественном уровне. Зона проводимости представляется как поверхность ячейки Вигнера-Зейтца, которая располагается между атомами кристаллической решетки. Больше электрону проводимости негде находиться, кроме как именно на этой поверхности.

Для Цитирования:
Филипенко Г.Г., Механизм сверхпроводимости в металлах-сверхпроводниках. Главный инженер. Управление промышленным производством. 2017;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала