рія надпровідності, що пояснює всі досвідчені дані, була запропонована в 1957 р. американськими вченими Бардіним, Купером і Шріффером (теорія БКШ). Значний внесок у розвиток теорії надпровідності внесли роботи радянського академіка М.М. Боголюбова. Згідно сталим уявленням, явище надпровідності постає в тому випадку, коли електрони в металі притягуються один до одного. Тяжіння електронів можливо тільки в середовищі, що містить позитивно заряджені іони, поле яких послаблює сили кулонівського відштовхування між електронами. Притягатися можуть лише ті електрони, які беруть участь в електропровідності, тобто розташовані поблизу рівень Фермі. Якщо таке тяжіння має місце, то електрони з протилежним напрямком імпульсу і спина зв'язуються в пари, звані куперовскими. В освіті куперовских пара вирішальну роль відіграють взаємодія електронів з тепловими коливаннями грат - фононами. У твердому тілі електрони можуть як поглинати, так і породжувати фонони. Подумки уявімо собі наступний процес: один з електронів, взаємодіючи з гратами, переводить її в збуджений стан і змінює свій імпульс; інший електрон, також взаємодіючи з гратами, переводить її в нормальний стан і теж змінює свій імпульс. В результаті стан решітки не змінюється, а електрони обмінюються квантами теплової енергії - фононами. Обмінне фононне взаємодія і викликає сили тяжіння між електронами, які перевершують сили кулонівського відштовхування. Обмін фононами за участі решітки відбувається безперервно. У спрощеному вигляді обмінна фононне взаємодія проілюстровано схемою (рисунок 2.3). Електрон, що рухається серед позитивно заряджених іонів, поляризує решітку, тобто електростатичними силами притягує до себе найближчі іони. Завдяки такому зміщення іонів в околиці траєкторії електрона локально зростає щільність позитивного заряду. Другий електрон, що рухається слідом за першим, природно, може притягатися областю з надмірною позитивним зарядом. В результаті непрямим чином, за рахунок взаємодії з гратами, між електронами 1 і 2 виникають сили притягання. Другий електрон стає партнером першого - утворюється Куперівська пара. Оскільки сили тяжіння невеликі, спарені електрони слабо локалізовані в просторі. Ефективний діаметр куперовской пари має порядок 10-7 м, тобто охоплює тисячі елементарних осередків. Ці парні освіти перекривають один одного, постійно розпадаються і знову створюються, але в цілому всі пари утворюють електронний конденсат, енергія якого за рахунок внутрішньої взаємодії менше, ніж у сукупності роз'єднаних нормальних електронів. Внаслідок цього в енергетичному спектрі надпровідника з'являється енергетична щілина ? Д - область заборонених енергетичних станів (малюнок 2.4). Спарені електрони розташовуються на дні енергетичної щілини. Груба оцінка показує, що кількість таких електронів становить близько 10-4 від загального їх числа [6, С.69].
Розмір енергетичної щілини за...
