与电子联系起来,说明了电子一声子的相互作用与超导电性有密切关系 人们发现导电性良好的碱金属和贵金属都不是超导体,其电子一晶格相互作用很微 弱。而常温下导电性不好的材料,在低温却有可能成为超导体,此外临界温度比较高的 金属,常温下导电性较差。这些材料的电子一声子相互作用强。因此弗洛里希(H. Frolich) 提出电子一声子相互作用是高温下引起电阻的原因,而在低温下导致超导电性 2、超导能朦 实验表明,当金属处于超导态时,超导态的电子能谱与正常金属不同,图9.8是T 为0K的电子能谱示意图。它的显著特点是:在费米能E附近出现了一个半宽度为△的 能量间隔,在这个能量内不能有电子存在,人们把这个△叫做超导能隙,能隙大约是 10-3~104电子伏特数量级。在绝对零度,能量处于能隙下边缘以下的各态全被占据,而 能隙以上的各态则全空着,这就是超导基态。超导能隙的出现反映了电子结构在从正常 态向超导态转变过程中发生了深刻变化,这种变化就是F伦敦指出的“电子平均动量分 布的固化或凝聚 正常态 超导态 图98T=0K下的正常态和超导态电子能谱 3、库柏电子对 1956年库柏(L.N. Cooper)发现如果带电粒子的正则动量(机械动量与场动量之和)等 于零,则可以从超导电流密度的基本关系/=n得到伦敦方程。由此可见,超导态是 由正则动量为零的超导电子组成的,它是动量空间的凝聚现象。要发生凝聚现象,必须 有吸引的作用存在。库柏证明:当电子间存在这种净的吸引作用时,费米面附近存在 个以动量大小相等而方向相反且自旋相反的两电子束缚态,记为k↑,k↓);它的能量 比两个独立的电子的总能量低,这种束缚态电子对称为库柏对。库柏对是现代超导理论 的基础。 4、相干长度 皮帕德(A.B. Pippard证明,当一个电子从金属的正常区移动到超导区时,其波函数 不能从它的正常态值突然转变为超导态的值,这种转变只能发生在一个距离ξ上。库柏 电子对并非局限在非常小的空间里,而是扩展在5~10m的空间宽度上,ξ称为超导 态的相干长度,它描述了配对电子间的距离。相干长度ξ和穿透深度λ一样,也是超导 体的特征参量。表9.1列举了一些有代表性的超导体的相干长度 表91几种物质在0K下的超导相干长度5与电子联系起来，说明了电子－声子的相互作用与超导电性有密切关系。 人们发现导电性良好的碱金属和贵金属都不是超导体，其电子—晶格相互作用很微 弱。而常温下导电性不好的材料，在低温却有可能成为超导体，此外临界温度比较高的 金属，常温下导电性较差。这些材料的电子—声子相互作用强。因此弗洛里希(H. Frolich) 提出电子—声子相互作用是高温下引起电阻的原因，而在低温下导致超导电性。 2、超导能隙 实验表明，当金属处于超导态时，超导态的电子能谱与正常金属不同，图 9.8 是T 为 0 K的电子能谱示意图。它的显著特点是：在费米能EF附近出现了一个半宽度为△的 能量间隔，在这个能量内不能有电子存在，人们把这个△叫做超导能隙，能隙大约是 10-3～10-4电子伏特数量级。在绝对零度，能量处于能隙下边缘以下的各态全被占据，而 能隙以上的各态则全空着，这就是超导基态。超导能隙的出现反映了电子结构在从正常 态向超导态转变过程中发生了深刻变化，这种变化就是F.伦敦指出的“电子平均动量分 布的固化或凝聚”。 图 9.8 T=0K 下的正常态和超导态电子能谱 3、库柏电子对 1956 年库柏(L. N. Cooper)发现如果带电粒子的正则动量(机械动量与场动量之和)等 于零，则可以从超导电流密度的基本关系Js=-nse * V得到伦敦方程。由此可见，超导态是 由正则动量为零的超导电子组成的，它是动量空间的凝聚现象。要发生凝聚现象，必须 有吸引的作用存在。库柏证明：当电子间存在这种净的吸引作用时，费米面附近存在一 个以动量大小相等而方向相反且自旋相反的两电子束缚态，记为(k↑，-k↓)；它的能量 比两个独立的电子的总能量低，这种束缚态电子对称为库柏对。库柏对是现代超导理论 的基础。 4、相干长度 皮帕德(A. B. Pippard)证明，当一个电子从金属的正常区移动到超导区时，其波函数 不能从它的正常态值突然转变为超导态的值，这种转变只能发生在一个距离ξ上。库柏 电子对并非局限在非常小的空间里，而是扩展在ξ～10-6 m的空间宽度上，ξ称为超导 态的相干长度，它描述了配对电子间的距离。相干长度ξ和穿透深度λ一样，也是超导 体的特征参量。表 9.1 列举了一些有代表性的超导体的相干长度。 表 9.1 几种物质在 0K 下的超导相干长度ξ 5