чікувану мікроскопічну теорія надпровідності, за яку вони в 1972г.билі удостоєні Нобелівської премії. Ця теорія, відома сьогодні під назвою В«теорія БКШВ», не тільки дозволила з упевненістю сказати, що механізм надпровідності дійсно ясний, але і вперше привела до встановлення зв'язку між критичною температурою Т до і параметрами металів.
4.2 Енергетична щілину.
Зв'язуючись, пара електронів як би потрапляє в енергетичну яму. Для цього їй треба віддати деяку енергію кристалічної решітки. Віддана енергія називається енергією зв'язку пари Е з . Отже, для перекладу електронів з надпровідного стану в нормальне необхідно затратити енергію на розрив пар не менше енергії зв'язку, тобто енергію D = Е з /2 на кожен електрон. Енергетичний спектр електронів в надпровідники можна представити таким чином: всі електронні рівні зсуваються вниз у порівнянні з рівнем Фермі на величину рівну D (рис.17). Якщо тепер в такій надпровідник потрапить спрямований електрон, він повинен зайняти рівень 2D вище останнього із зайнятих спареними електронами. Туди ж повинні переходити електрони з розірваних пар. А ось енергетичний проміжок від Е F - D до Е F + D буде залишатися незайнятим, кажуть, що в енергетичному електронному спектрі надпровідника мається енергетична щілина величиною 2D. Іншими словами, нормальний стан електронів в надпровідники відокремлене від надпровідного стану енергетичної щілиною.
Значення щілини можна наближено, знаючи критичну температуру Т r : 2D В»3,5 kТ r . При критичній температурі, що дорівнює приблизно 20К, величина енергії 2D В»2,8 Г— 10 -22 ДжВ» 1,7 Г— 10 -3 еВ. У більшості випадків критична температура Т до менше 20К і величина енергетичної щілини відповідає 10 до еВ.
Треба сказати, що енергетична щілину в надпровіднику зовсім не постійна величина. Вона залежить від температури в магнітному полі. Зменшення температури призводить до зменшення енергетичної щілини і при критичній температурі вона звертається в нуль. Це і зрозуміло. З збільшенням температури в надпровіднику з'являється все більше фононів (фонон - Справжнісінькі частинки, але не зовсім рівноправні в тому сенсі, що вони здатні існувати тільки всередині речовини, в порожнечі фононів не може бути. Фонон квазі частка). З енергією, що дорівнює величині енергії щілини, або більше неї, і вони руйнують все більше число пар, перетворюючи їх на нормальні електрони. Але чим менше залишається пар, тим менше ставати їх внесок тяжіння, тим воно слабкіше, а значить, тим більш вузькою ставати енергетична щілину.
Залежність величини енергетичної щілини від температури показана на малюнку 18. Суцільна крива я теоретична; точками вказані значення, отримані дослідним шляхом. Можна відзначити виключно хороше згоду теорії і експерименту, яке підтверджує правильність основних положень сучасної теорії.
4.3 безщільна надпровідність.
У перші роки після створення теорії БКШ наявність енергетичної щілини в електронному спектрі вважалося характерним ознакою надпровідності без енергетичної щілини - безщільна надпровідність.
Як було вперше показано А.А. Абрикосовим і Л.П. Горькову при введенні магнітних домішок критична температура ефектно зменшується. Атоми магнітної домішки мають спіном, а значить спіновим магнітним моментом. При цьому спини пари виявляються як би в паралельному і антипаралельними магнітному полі домішки. Із збільшенням концентрації атомів, магнітної домішки в надпровідники все більше число пар буде руйнуватися, і в Відповідно до цього ширина енергетичної щілини буде зменшуватися. При деякій концентрації n, що дорівнює 0,91 n кр (n кр - значення концентрації, при якій повністю зникає надпровідний стан), енергетична щілину ставати рівною нулю.
Можна припустити, що поява бесщелевой надпровідності пов'язано з тим, що при взаємодії з атомами домішки частина пар виявляється тимчасово розірваними. Такому тимчасовому розпаду пари відповідає поява локальних енергетичних рівнів у межах самої енергетичної щілини. З ростом концентрації домішок щілину все більше заповнюється цими локальними рівнями до тих пір, поки не зникне зовсім. Існування електронів утворилися при розрив пари, призводить до зникнення енергетичної щілини, а що залишилися куперовские пари забезпечують рівність нулю електронного опору.
Ми приходимо до висновку, що існування щілини саме по собі зовсім не є обов'язковою умовою прояв надпровідного стану. Тим більше що безщільна надпровідність, як виявилося явище не настільки вже й рідкісне. Головне - це наявність пов'язаного електронного стану - куперовской пари. Саме цей стан може проявляти надпровідні властивості і у відсутності енергетичної щілини. В«Парні кореляції - Писав один з творців теорії БКШ Шріффер...
