fenomenološka teorija supravodljivosti - Odjel za fiziku - Sveučilište ...

1. Teorija supravodljivosti:
1.1. Osnovne karakteristike:
Nakon što je 1908. godine Heike Kamerlingh-Onnes otkrio supravodljivost, mnoštvo
fizičara počinju proučavati tu pojavu u potrazi za odgovarajućom teorijom koja bi objasnila to
stanje. Ključno pitanje koje su si fizičari postavljali bilo je da li pojavo supravodljivosti
proizvodi međudjelovanje samih elektrona ili međudjelovanje elektrona s fononima. Rješenje tog
problema da li su 1950. godine Fröhlich i Bardeen, njihova teorija kaže da međudjelovanje
elektrona s fononima može inducirati dodatno elektron – elektron međudjelovanje zbog kojeg se
elektroni privlače. Ispravnost te teorije dalo je otkriće izotopnog efekta ( različiti izotopi istog
elementa postaju supravodljivi pri različitim temperaturama, tj. kritična temperatura supravodiča
opada s porastom mase izotopa):
T c - kritična temperatura supravodiča
M-masa atoma
ω-frekvencija titranja kristalne rešetke
M-masa atoma
1
T
c
~
α
M
ω ~
Usporedbom tih dviju relacija dolazi se do zaključka da je kritična temperatura supravodljivog
prijelaza proporcionalna s frekvencijom titranja kristalne rešetke. Konačno došlo se do zaključka
da svojstva elektrona u supravodiču ovise o njihovu vezanju za fonone, tj. da titranje kristalne
rešetke utječe na stvaranje supravodljivog stanja. Došlo se do zaključka da je jedan
najvažnijih parametara pri prelasku materijala u supravodljivo stanje kritična temperatura T c, pa
ćemo u najprije definirati tu veličinu, a zatim i ostale veličine koje su važne za definiranje
supravodljivosti.
1
M
α>0
od
9