К вопросу о механизме сверхпроводимости в металлах- сверхпроводниках. (149922)

Посмотреть архив целиком

Ê âîïðîñó î ìåõàíèçìå ñâåðõïðîâîäèìîñòè â ìåòàëëàõ- ñâåðõïðîâîäíèêàõ.

Àâòîð: Ã.Ã.Ôèëèïåíêî.

Àííîòàöèÿ.

 äàííîé ðàáîòå ïîêàçàíî, ÷òî êðîìå òåïëîâûõ êîëåáàíèé àòîìîâ, âëèÿþùèõ íà ïðîâîäèìîñòü ìåòàëëîâ-ñâåðõïðîâîäíèêîâ ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ (òåîðèÿ ÁÊØ), ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà ïîÿâëåíèå ñâåðõïðîâîäèìîñòè äîëæíî îêàçûâàòü ÷èñëî ýëåêòðîíîâ, îòäàíûõ â çîíó ïðîâîäèìîñòè êàæäûì àòîìîì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè,è âçàèìîäåéñòâèåì ýòèõ ýëåêòðîíîâ â çîíå ïðîâîäèìîñòè.

Ââåäåíèå. Ïî÷åìó ðåøèëè ñâÿçàòü ïîÿâëåíèå ñâåðõïðîâîäèìîñòè ñ òåïëîâûìè êîëåáàíèÿìè àòîìîâ ðåøåòêè? Ïîòîìó, ÷òî ìàòåðèàëû èçîòîïîâ ýëåìåíòà èìåëè ðàçíûå òåìïåðàòóðû ïåðåõîäà â ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå. Êîíå÷íî òàêàÿ çàâèñèìîñòü åñòü íî îíà íåçíà÷èòåëüíà. Ñâåðõðîâîäèìîñòü íå çàâèñèò îò òèïà ðåøåòêè. Âîêðóã ñâåðõïðîâîäíèêà íèîáèÿ â òàáëèöå ýëåìåíòîâ ìíîãî ïðîâîäíèêîâ, íî íå ñâåðõ. À òåïëîâûå êîëåáàíèÿ èõ àòîìîâ ïðàêòè÷åñêè òàêèå æå. Ïî÷åìó æå ó äðóãèõ ìåòàëëîâ ñâåðõïðîâîäèìîñòü íå îáíàðóæèâàåòñÿ? Òåïëîâûå êîëåáàíèÿ àòîìîâ íå ãëàâíûé ìåõàíèçì ñâåðõïðîâîäèìîñòè! Ïðîâîäèìîñòü êîíå÷íî çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû. Íî ó ìåäè, ñåðåáðà ïî÷åìó-òî ïðè ñàìûõ íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ñâåðõïðîâîäèìîñòü íå íàáëþäàåòñÿ, à ó ïðîâîäíèêà íèîáèÿ, êîòîðûé ïðîâîäèò çíà÷èòåëüíî õóæå ìåäè è ñåðåáðà-ñâåðõïðîâîäèìîñòü åñòü. Åñòü îíà è ó áîëåå òÿæåëîãî ñâèíöà ñ òèïîì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ìåäè. Çíà÷èò íå òåïëîâûå êîëåáàíèÿ ãëàâíûå çäåñü, à êàêèå-òî ïðîöåññû â çîíå ïðîâîäèìîñòè. Äëÿ èõ ðàññìîòðåíèÿ íåîáõîäèìî çíàòü ÷èñëî ýëåêòðîíîâ, îòäàâàåìîå êàæäûì àòîìîì ðåøåòêè â çîíó ïðîâîäèìîñòè. Àâòîðû ÁÊØ óòâåðæäàþò, ÷òî â ñâåðõïðîâîäèìîñòè ó÷àñòâóåò êàæäûé äåñÿòèòûñÿ÷íûé ýëåêòðîí , à ñîãëàñíî òåîðèè òâåðäîãî òåëà â ïðîñòîé ïðîâîäèìîñòè ó÷àñòâóåò îò îäíîãî äî ïðèìåðíî òðåõ ýëåêòðîíîâ îò àòîìà èëè ãðóáî êàæäûé äåñÿòûé èëè ñîòûé ýëåêòðîí. Òåì íå ìåíåå òîêè ñâåðõïðîâîäèìîñòè çíà÷èòåëüíî áîëüøå òîêîâ îáû÷íîé ïðîâîäèìîñòè! ×òî-òî ïðîèñõîäèò ñ ýëåêòðîíàìè â çîíå ïðîâîäèìîñòè! Çàäà÷à ïîñòàâëåíà. Ðåøåíèå ýòîé çàäà÷è íà êà÷åñòâåííîì óðîâíå. Çîíà ïðîâîäèìîñòè ïðåäñòàâëÿåòñÿ ìíå êàê ïîâåðõíîñòü ÿ÷åéêè Âèãíåðà-Çåéòöà,êîòîðàÿ ðàñïîëàãàåòñÿ ìåæäó àòîìàìè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè. À áîëüøå ýëåêòðîíó ïðîâîäèìîñòè è íåãäå íàõîäèòüñÿ, êàê òîëüêî íà ýòîé ïîâåðõíîñòè. Ïðè ïåðåõîäå â ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå â çîíå ïðîâîäèìîñòè ýëåêòðîíû äîëæíû îáðàçîâàòü êîëëåêòèâ èëè ñòàòü çàâèñèìûìè äðóã îò äðóãà. Çíà÷èò â çîíå ïðîâîäèìîñòè ÷èñëî ýëåêòðîíîâ îòäàííîå àòîìîì äîëæíî áûòü çíà÷èòåëüíûì ïî ñðàâíåíèþ ñ ìåäüþ, íèêåëåì èëè ñåðåáðîì,êîòîðûå íå ñâåðõïðîâîäíèêè. ×èñëî ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè â ìåòàëëàõ-ýëåìåíòàõ ïðèâîäèòñÿ â ðàáîòå- http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html Ó âàíàäèÿ,íèîáèÿ è òàíòàëà ïî 5 ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè íà àòîì è ñîîòâåòñòâåííî òåìïåðàòóðû ïåðåõîäîâ Òñ=5,30...9,26 è 4,48Ê. Ó; ãàôíèÿ, òèòàíà è öèðêîíèÿ ïî 3 ýëåêòðîíà, à Òñ=0,09...0,39 è 0,65Ê. Ïîñìîòðèì òàáëèöó ýëåìåíòîâ ñïðàâà-òàì ñâèíåö, îëîâî- ïî 4-5 ýëåêòðîíîâ è àëþìèíèé, ãàëèé, èíäèé, òàëèé ó êîòîðûõ ïî 2-3 ýëåêòðîíà, à Òñ=1,196...1,091...3,40...2,39 ñîîòâåòñòâåííî. Ó ñâèíöà è îëîâà Òñ=7,19 è 3,72 ñîîòâåò- ñòâåííî. ×òî è òðåáîâàëîñü äîêàçàòü. Òàê êàê çîíà ïðîâîäèìîñòè ïîâåðõíîñòü, à ýëåêòðîíû îáëàäàþò ñïèíàìè, òî ïî ìîåìó îðãàíèçàöèÿ ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè â êîëëåêòèâ èäåò ïîñðåäñòâîì âçàèìîäåéñòâèÿ ÷åðåç ñïèíû. ß çäåñü õî÷ó ñêàçàòü, ÷òî ýëåêòðîíû ïðîâîäèìîñòè êîíå÷íî êàê-òî îáúåäèíÿþòñÿ, íî òîëüêî íå òàê êàê â ÁÊØ, êîãäà îíè íà÷èíàþò çàèãðûâàòü íà ðàññòîÿíèè â íåñêîëüêî òûñÿ÷ àòîìîâ ìåæäó êîòîðûìè íàõîäÿòñÿ åùå áîëüøå ýëåêòðîíîâ è ïîñëå ýòîãî \"ñïàðèâàþòñÿ\". ßñíî è òî,÷òî ÷èñëî ýíåðãåòè÷åñêèõ óðîâíåé â çîíå ïðîâîäèìîñòè íå ðàâíî ÷èñëó ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè (êàê â êâàíòîâîé ìåõàíèêå), à ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó ðàâíóþ ÷èñëó ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè îò àòîìà êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, ò.å. 1-5 èëè ÷óòü áîëüøå. Ýëåêòðîíû ïðîâîäèìîñòè âíîñÿò íèçêèé âêëàä â òåïëîåìêîñòü ìåòàëëà (çàêîí Äþëîíãà-Ïòè). Òåîðåòè÷åñêèé æå ðàñ÷åò ïî ìîäåëè Äðóäå ïîêàçûâàåò,÷òî âêëàä ýëåêòðîíîâ â òåïëîåìêîñòü äîëæåí áûòü çíà÷èòåëüíûì. Ïðåäïîëîæèòåëüíî, â ðåàëüíîì ïðîñòðàíñòâå, çîíà ïðîâîäèìîñòè äîëæíà íàõîäèòñÿ â ðàéîíå ïîâåðõíîñòè ÿ÷åéêè Âèãíåðà-Çåéòöà. Ãðóáî, îíà íàïîìèíàåò ñîáîé ï÷åëèíûå ñîòû. Ïîýòîìó ýëåêòðîíû ïðîâîäèìîñòè âíîñÿò íèçêèé âêëàä â òåïëîåìêîñòü ìåòàëëà, ò.ê. îíè ïî ñóòè íàõîäÿòñÿ â ïðîñòðàíñòâå äâóìåðíîì ñî ñëîæíîé ïîâåðõíîñòüþ. Çäåñü îøèáêà Äðóäå. À ïåðèîäè÷íîñòü äëÿ ýëåêòðîíà ïðîâîäèìîñòè â êðèñòàëëå ñâÿçàíà íå ñòîëüêî ñ ïîñòîÿííîé ðåøåòêè, ñêîëüêî ñî ñòåðåîìåòðèåé ãèáðèäíûõ (âàëåíòíûõ) îðáèòàëåé àòîìíûõ îñòîâîâ. Ñìîòðè îñöèëÿöèè â îïûòàõ äå-Ãààçà-âàí-Àëüôåíà ïî èññëåäîâàíèþ ïîâåðõíîñòè Ôåðìè. Âûâîäû: Ñîãëàñíî âûøå èçëîæåííîãî. Äëÿ ïîâûøåíèÿ Òñ â ìåòàëëàõ ìîãó ïðåäëîæèòü ñëåäóþùåå. Îòðèöàòåëüíî çàðÿäèòü ìåòàëëè÷åñêèé îáðàçåö è èñïûòàòü åãî. Ëèòåðàòóðà: 1.Ê âîïðîñó î ìåòàëëè÷åñêîé ñâÿçè â ïëîòíåéøèõ óïàêîâêàõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_grodno.html 2. Ñâåðõïðîâîäèìîñòü: ïîçàâ÷åðà, â÷åðà, ñåãîäíÿ, çàâòðà http://fpfe.fizteh.ru/tvor/cond.html Ïðèëîæåíèå1. Î ïðåäïîñûëêàõ ê îòêðûòèþ ñâåðõïðîâîäèìîñòè â äèáîðèäå ìàãíèÿ (2001ã) è â àëìàçàõ (2004ã) ñìîòðèòå íà ðóññêîì- http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/4526.html Íà àíãëèéñêîì- http://www.belarus.net/discovery/filipenko/fil2.htm


Случайные файлы

Файл
118587.rtf
130191.rtf
125455.rtf
56431.rtf
76051-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.