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 ) ]