Лекция 2 Основные экспериментальные факты
реклама
Лекция 2 Основные экспериментальные факты Теплопроводность dQ/dt=KT Q – количество тепла t – время K – коэффициент теплопроводности Электроны «вымораживаются» при Т<Tc. При Т<<Tc тепло переносит только решетка Зависимость K(T) для ВТСП и нормального металла В Pb при 1К KN/KS=100 «тепловой ключ» Поверхностное сопротивление Поверхностное сопротивление rs зависит от частоты f=/2 Примечание: на высоких частотах в металлах ток идет лишь в поверхностном слое (скин-эффект), поэтому и вводят rs - сопротивление поверхностного слоя Поверхностное сопротивление Зафиксируем Т и будем увеличивать частоту f 1. rs/rn1 при hf (Т<Tc) 2. rs rn при hf3.5kTc Для Sn 3.5kTc=21012 Гц или 200 мкм Коэффициент отражения электромагнитного излучения Уже первые опыты Характерное показали, что СПввR изменение S далекой ИК обл. наступает также при спектра отражает ћ3.5kTc лучше, чем N-металл Коэффициент поглощения электромагнитного излучения Вывод: Нечто происходит в СП-ках при энергии ћ=23.5kTc. 2-здесь пока просто обозначение. Эта энергия соответствует СВЧ, мм или далекой ИК области спектра. A+R=1 Pb: ћ4kTc ћ ВТСП: 2(4-6)kTc Квантование магнитного потока 1. В СП кольце может течь незатухающий ток магнитный поток в кольце квантован Кольцо считается «массивным» (плотность тока внутри пренебрежимо мала, т.к. в сверхпроводнике ток идет только по поверхности) n-целое число B-магнитная индукция S-площадь кольца 2. Квант магнитного потока Фо=hc/2e=2.0710-7 Гссм2 Ф(ВS)=nФо (Фо=2.067910-7 Гссм2) 3. Требование, чтобы фаза волновой функции частиц, переносящих незатухающий ток, сохранялась при обходе кольца (как в атоме). Или длина кольца была равна целому числу длин волн Де Бройля 4. Малость Фо: S=1см2 , n=1 B=Фо/S=2·10-7Гс На 6 порядков меньше поля Земли!!! Туннелирование в сверхпроводниках Скачок тока при eV=2 dизол50 Å Туннельный переход (контакт) ВАХ туннельного перехода Эффекты Джозефсона Стационарный эффект Джозефсона - Джозефсоновский туннельный контакт dI10-20Å Ток проходит барьер (диэлектрик) без затухания Эффект наблюдается на любых «слабых связях» Вид ВАХ контакта Эффекты Джозефсона Стационарный эффект Джозефсона Ф – магнитный поток S – площадь сечения Джозефсоновс кого контакта Зависимость IcJ от магнитного поля Н Эффекты Джозефсона Нестационарный эффект Джозефсона Если к Джозефсоновскому контакту приложить разность потенциалов V=Const, то пойдет переменный ток hf=2eV f – частота, h – постоянная Планка, е – заряд электрона - Такой контакт будет излучать электромагнитные волны такой же частоты Т.е. такое простое устройство является готовым прибором – генератором электромагнитного излучения , перестраиваемым с помощью напряжения!!!!!! Затухание ультразвука На эксперименте измеряют коэффициент поглощения I=Ioexp(-x) Частоты колебаний ультразвука 106-107 Гц Электроны поглощают направленный поток волн и испускают хаотичный (фононы, тепло) Релаксация ядерного спина Вблизи Тс в сверхпроводнике увеличивается плотность состояний на уровне Ферми, а затем с понижением Т падает концентрация свободных электронов
