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BCS
常規(guī)超導體微觀理論
基本信息
| 外文名 | BCS |
| 全稱 | Bardeen-Cooper-Schrieffer theory |
概述
對于超導理論誕生之初，學界對其只有一個直觀的、現(xiàn)象的描述，而缺乏一個更嚴格的基于數(shù)學的解釋。直到1957年，約翰·巴登（John Bardeen）和他的研究生助理萊昂·庫珀（Leon Cooper）和約翰·施雷弗（John Schreiffer）才提出了一個對于超導性質足夠充分的微觀解釋，這個理論后來被以他們三人的名字命名：BCS理論。這個理論解釋后來使這三人獲得了諾貝爾物理學獎，也使約翰·巴登成為歷史上唯一一位被兩次授予這一榮譽的人。
理論內容
BCS理論中作出了一個重要的假設：電子之間存在吸引力。在典型的I型超導體中，這種力是由于電子和晶格之間的庫侖吸引力。晶格中的電子將導致其周圍的正電荷輕微增加。正電荷的增加又會吸引另一個電子。這兩個電子被稱為庫珀對（cooper pair）。如果將這些電子結合在一起所需的能量小于試圖將它們分開的晶格的熱振動的能量，則這個庫珀對將保持互相約束的狀態(tài)。這也解釋了為什么超導要求低溫--晶格的熱振動必須足夠小以允許庫珀對的形成。在超導體中，電流由這些庫珀對而不是單獨的電子形成。
BCS[常規(guī)超導體微觀理論]
電子在晶格中移動時會吸引鄰近格點上的正電荷，導致格點的局部畸變，形成一個局域的高正電荷區(qū)。這個局域的高正電荷區(qū)會吸引自旋相反的電子，和原來的電子以一定的結合能相結合配對。在很低的溫度下，這個結合能可能高于晶格原子振動的能量，這樣，電子對將不會和晶格發(fā)生能量交換，也就沒有電阻，形成所謂“超導”。
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