Img00125

12-9

Zgodnie z teorią BCS, podstawowym mechanizmem odpowiedzialnym za nadprzewodnictwo jest tworzenie się związanych ze sobą par elektronów zwanych parami Coopera. Parę taką tworzą dwa elektrony o antyrównoległych spinach i przeciwnie skierowanych pędach. Wiązania elektronów w parach są dosyć słabe, stąd ulegają one łatwo rozerwaniu gdy nadprzewodnik jest podgrzewany — materiał przechodzi wtedy do stanu normalnego.

Przy przepływie prądu przez nadprzewodnik elektrony związane w parę nie biorą udziału w procesie rozpraszania, czyli ich przepływ odbywa się bez tarcia. Przy dużych gęstościach prądu wiązania par mogą ulec rozerwaniu — materiał przejdzie wtedy do stanu normalnego.

Pierwiastki nadprzewodzące

2.84. Nadprzewodnictwo wykazuje wiele pierwiastków, głównie metalicznych, a także wiele stopów i związków chemicznych. Niektóre pierwiastki stają się nadprzewodnikami dopiero pod bardzo wysokim ciśnieniem — zmieniają wtedy strukturę krystaliczną (np. dla Bi wymagane jest ciśnienie rzędu 2000 MPa (20 000 atm)). Inne znów wykazują nadprzewodnictwo w postaci cienkich warstw o niekrystalicznej strukturze, uzyskanych przez naparowanie wyjściowego materiału na podłoże oziębione ciekłym helem. Nadprzewodnictwo takich warstw świadczy o tym, że struktura krystaliczna nie jest koniecznym warunkiem pojawienia się nadprzewodnictwa.

H

J

He

Li

Be

B

c

N

0

F

Ne

Na

Mg

Al

Si.

>/;

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

:V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Za

Go

3T

As

Sc

Br

Kr

Nb

Sr

Y:

■Zr

Nb

Mo,

Tc.

*u

Rh

Pd

Ag

C.1

Jn

Sn'

sp;

Te

1

Xe

Cy

Bo

La

"t:

Ta

w:

Re

0s\

Ir.\

Pt

Au

Tl':.

Pb

B,

Po

At

Rn

Fr

Na

Ac

\

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Cu

Od

Tb

Dy

Ho

Cr

Tm

Yb

Lu

‘jh

Pa

u

Np

Pu

An

Cm

Bk

Cf

Cs

Fm

Md

No

Lr

Rys. 2.84-1. Układ periodyczny pierwiastków z zaznaczonymi grupami nadprzewodników [49]