Существование - энергетическая щель
Cтраница 1
Существование энергетической щели объясняет многие свойства сверхпроводников, в том числе и эффект Мейсснера - Оксен-фельда. [1]
Данные по теплопроводности можно интерпретировать, если учесть существование энергетической щели. Что - касается данных по туннельному эффекту, то здесь экспериментальные и расчетные величины расходятся i более чем в три раза, а температурная зависимость име-ет аномальный характер. [2]
 |
Схема вульф-брэггов. [3] |
Полученные результаты для поведения волновых функций в зависимости от г позволяют объяснить существование энергетической щели следующим образом. Это значит, что при Us0 электроны ( отрицательный заряд) скапливаются в окрестности положительных ионов, где потенциальная энергия наименьшая. Такое распределение заряда приводит к понижению энергии, отвечающей данной волне. Скопление же отрицательного заряда в области между ионами ( высокой потенциальной энергии) приводит к повышению потенциальной энергии. [4]
Экспоненциальная зависимость теплоемкости от температуры, выражаемая формулой (5.3), наводит на мысль о существовании энергетической щели в спектре низколежащих электронных возбуждений. Подобная структура спектра резко противоречит тому, что имеет место в нормальном состоянии металла, где есть возбужденные состояния, сколь угодно близкие к основному. Щель в энергетическом спектре могла бы появиться в результате возникновения связанных состояний электронов, но для этого между ними должны действовать какие-то силы притяжения. При определенных условиях эти силы могут привести к образованию таких состояний, несмотря на экранированное кулоновское отталкивание, о котором говорилось в гл. [5]
Экспоненциальный характер убывания теплоемкости 2о сверхпроводника при Т - 0 хорошо подтверждается экспериментом и свидетельствует о правильности представления о 1 0 существовании энергетической щели в спектре энергий квазичастиц, которая затрудняет переход квазичастиц в возбуж - 0 денные состояния. [6]
Значения энергии J: ( k) внутри зоны образуют полосу энергий. Однако существование энергетической щели между границами каждой зоны не исключает возможности перекрытия полос. [7]
Если в кристалле на атом приходится два электрона, то они могут полностью занимать всю первую зону. Тогда вследствие существования энергетической щели на границе зоны отсутствуют свободные состояния электронов с энергиями, близкими к энергии уже занятых состояний, и поэтому кристалл должен быть изолятором. Если, однако, энергетическая щель в направлениях, перпендикулярных биссектрисам, не слишком велика, то может случиться, что энергия состояний за границей зоны меньше, чем состояний в пределах первой зоны, но с направлением k вдоль диагоналей. Тогда часть электронных уровней с вектором k, направленных по диагоналям, может быть не заселена, в то время как некоторые уровни в следующей зоне могут быть заселены. Тогда вблизи ферми-поверхности имеются свободные уровни с близкими значениями энергии и электроны могут ускоряться полем. По этой причине щелочноземельные металлы с двумя электронами на атом являются проводниками. [8]
Значения энергии Е ( k) внутри зоны образуют полосу энергий. В каждой точке на границе зоны имеется разрыв энергии, и, следовательно, две полосы могут быть отделены областью запрещенных энергий. Однако существование энергетической щели между границами каждой зоны не исключает возможности перекрытия полос. [9]
Эго есть фундаментальное соотношение де Бройля; оно было введено в разд. В сверхпроводнике независимо от его величины суммарный импульс у всех электронных пар одинаков, это есть условие существования большой энергетической щели за счет коллективного взаимодействия пар в БКШ-теории. В терминах волновой функции идентичность импульса всех пар эквивалентна одинаковой длине волны волновых функций всех пар по всему сверхпроводнику, что связывается с дальним порядком волновой функции сверхпроводника. [10]
Существуют различные пути для разработки более удовлетворительной теории, основывающейся на модели с энергетической щелью. Было бы желательно ввести параметр упорядочения. Другая возможность состоит в том, чтобы в качестве параметра упорядочения использовать ширину щели. Подобную теорию следует развивать, если эксперимент или теория укажут па действительное существование энергетической щели. Например, теория Гортсра-Казимира в своих выводах об изменении глубины проникновения магнитного поля с температурой лучше всего оправдывается при высоких температурах, вблизи 7 ьр. Возможно, что правильная теория соответствовала бы модели Гортера-Казимира при высоких температурах ( У 0 5 7 кр. [11]
Существуют различные пути для разработки более удовлетворительной теории, основывающейся на модели с энергетической щелью. Было бы желательно ввести параметр упорядочения. Другая возможность состоит в том, чтобы в качестве параметра упорядочения использовать ширину щели. Подобную теорию следует развивать, если эксперимент или теория укажут на Действительное существование энергетической щели. Возможно, что правильная теория соответствовала бы модели Гортера - Казимира при высоких температурах ( Г0 5 Тнр. [12]
Страницы: 1