A természet a töltéshordozók fémek
Home | Rólunk | visszacsatolás
Viselők hajnal da elektronok fémek gyengén kapcsolódó kristályrács fémionok, - a szabad elektronok. Alapján ez az ábrázolás létre klasszikus elektron-konzisztens elmélete elektromos vezetőképessége fémek (P.Drude, H.Lorents), majd később a zenekar elmélete elektromos vezetőképesség (F.Bloh, L.Bryullyuen). Annak tisztázása a természet a kocsi, sok kísérlet már előre elfogadott. K.Rikke talált szerepe ion vezetőképesség a folyamatban. Az év során az elektromos áram halad át a három sorba kapcsolt Qi a hengerek különböző fémekből. Transfer vesche-CIÓ (tömeg változás henger, a penetráció az ionok az egyik vagy másik fém) nem volt kimutatható. Ez azt jelzi, hogy az ionok a díj átadása nem vesznek részt. Az egyetlen hordozó részecskéket egy töltés, elektronok nyitható D.Tomsonom. A hipotézis, számos fizikus az ötlet kísérletezik Execu-mations hordozók tehetetlenség javasolták. A fém kell gyorsítani egy bizonyos sebességet, majd hirtelen megállt. Amikor ez a kopás-Teli tehetetlenségi töltés volt, hogy továbbra is mozog egy külső áramkör és egy elektromos árammal egybeesik irányba a sebesség a hordozók a pozitív töltés, és ellen irányul a sebesség - negatív. Kísérletek alapján ez az ötlet valósult HN orosz fizikus S.L.Mandelshtamom és ND Papaleksi, amerikai fizikus és angol R.Tolmenom B.Styuartom, eredmények minden kísérlet azt mutatta, negatív előjellel hordozók. Ezenkívül kísérletek R.Tomsona áramlás iránya és kiterjesztése B.Styuarta mértük a külső áramkörben fékezés közben töltés, amely lehetővé tette, hogy kiszámítja a konkrét töltéshordozók. Az összes eredmény, Tata fémek csaknem azonosak voltak. specifikus töltéshordozók meghatározott ezekben a kísérletekben nagyon közel volt a konkrét felelős a szabad elektron, Nez-meghatározott hosszú előtt D.Tomsonom. Ez végül meggyőzte fizikus, hogy a töltéshordozók elektronokat fémekben.
A klasszikus elmélet elektronvezetőképességgel Me-tallium gondoljuk, hogy a kialakulását kristályrács a fém vegyértéke gyengén kapcsolódó magok-vayutsya felfedezett természetes elektronokat atomok és lehet mozgatni térfogat a fém. A kristályrács fémionok vannak elrendezve csomópontok, valamint a szabad elektronok kaotikusan közöttük, amely egy fajta az elektron gáz, ami az elmélet tart Poho-szerinti prés egyértékű ideális gáz tulajdonságaira. Az elektronok ütköznek a képződő cinkionok termodinamikai equi-vesie. Ha külső elektromos tér egy fém más, mint a véletlen hőmozgás elektronok bekövetkezik a megrendelt mozgás - az elektromos áram. Overclocked mező elektronok ütköznek az ionok a kristályos D-rács. Ezek miatt az ütközések elektromos ellenállású fém. Adományok elektronokat az ionokat Process-SAH ütközési energia megy fűtés az anyag. Class-a klasszikus elektron elmélet megmagyarázza a jó teljesítményt a fémek Ohm-törvény és Joule közötti kapcsolatot az elektron-vezetőképessége és hővezető fémek, a minőség-szint Venn magyarázza hőmérsékletfüggése az ellenállás fém Sopra. Azonban a magyarázat bizonyos jelenségek a klasszikus elektron elmélet tapasztalható kemény sti: túlbecsüli az átlagos szabad elektron pálya, proho-dimogo őket ütközések nélkül a ionokat ad jelentősen zavy-shennuyu értékelés elektrongáz hozzájárulása a hőkapacitása IU-tallium (hőkapacitása paradox).
Ez és több más tényező kényszerítette fizikusok OTKA-zatsya sok klasszikus fogalmak és igénybe kvantummechanikai fogalmakat. Ennek alapján, az első kvantummechanikai modellje az elektromos vezetőképesség szilárd anyagok, ismert, mint a sáv elmélete az elektromos vezetőképesség jött létre. Ebben az elméletben, sok-hátoldallal-Cha mozgás és kölcsönhatás a rácsos csökkenti, hogy a problémát a mozgás egy elektron egy külső periodikus területen - a területén atommagok és elektronok. Sáv elmélet sikeresen megbirkózott a problémát-las besorolása szilárd anyagok a dielektrikumok, vezetékek és fémek. Oldottam sok probléma, amelyet nem birkózott klasszikus elmélet. Ez az elmélet azonban, mint a klasszikus elektron elmélet, nem veszi figyelembe a kölcsönhatás az elektronok egymással, ami természetesen megakadályozza elmélet magyarázza a hatást alapuló interakció elektronok. Különösen a zenekar elmélet nem magyarázza a jelenséget a szupravezetés, amely át a díjakat nem történik etsya egyetlen elektront, és az úgynevezett páros-CIÓ Cooper elektronokat.
1911-ben, a holland fizikus H.Kammerling Onnes találtuk, hogy olyan hőmérsékleten Tc = 4,1K higany belép egy új állam, amelyben nincs elektromos ellenállása (ábra.).
Kammerlingh Onnes írta le eredményeket az alábbiak szerint: „Amikor 4,3K higany ellenállása csökken, hogy 0,084 ohm, amely együtt stavlyaet ellenállások értékeit 0,0021, ami egy szilárd higany 0 ° C-on Azt találtuk, hogy az LC ellenállás alá esik 3 * 10 -6 ohm, hogy az egyik a tíz értékeket, ami 0 ° C-on " Javítása a felbontás a mérési rendszer, Kammerlingh Onnes nem észre különbséget a higany ellenállása ezeket hőmérsékleten Vågå nulla. Hívta az eltűnő egyes fémek szupravezetés ellenállás. A Tc hőmérsékletét. amely alatt van egy átmenet a szupravezető állapot az úgynevezett kritikus. Később azt találták, hogy az ellenállás, hogy a higany kinyerjük a T<Тс в сильном магнитном поле.
Egy másik viselkednek kvantum részecskék közötti egész szám centrifugálás - bozonok. Számukra a Pauli-elv nem működik alacsony hőmérsékleten. Minden Bose-részecske rendszerek skonden-xen a legalacsonyabb szinten. Ha az energia-spektrum gerjesztési egy ilyen rendszer megfelel bizonyos darukar-loviyu, a mozgás a bozonok gyenge gerjesztések (alacsony hőmérséklet, gyenge elektromos és mágneses mezők, stb) van csillapítatlanul (nélkül fordul elő Accom-ellenállás).
Kombinációk párosított elektronok, amelyek hosszabb spin, vezethet szupravezetés. Páratlan elektron csak akkor lehetséges, amikor az Inter-akció ezen elektronok pozitív ionok a rács. Ha az egyik elektronvonzó a pozitív ionok a D-rács deformálja azt, majd a második elektron prityanuvshy hogy ugyanazon a területen az alakváltozás, mint lenne párosítva az első. Ennek eredményeként, két elektron megy végbe vonzereje az úgynevezett csere fotonok - quasiparticles leíró rezgések a kristályrácsban. Az elmélet az elektron párokat elektron-fonon kölcsönhatás, és került kialakításra Bardin, kupé-set, Schiffer (BCS elmélet). Szerint a BCS elektronok elméletét alkotó úgynevezett Cooper-párok, amelyek proto-vopolozhnye vissza elektron impulzusok alkotó a pár ellentétes.
A helyességét a főbb rendelkezéseit, a BCS elmélet alapján-megerősítette 1961-ben a kvantálási a mágneses fluxus a Expo-Ments Deaver Feerbenka és Dolly-Nebaura. A mintákat a szupravezetők formájában vékonyfalú, üreges hengereket hűtjük a Tg érték alá homogén mágneses mező mentén irányul henger lennom-tengely. Eltávolítása után a mező által mért mágneses fluxus csapdába szupravezető henger. Azt találtuk, hogy a csapdába esett fluxus-kvantum és a kvantum fluxus fordítottan arányos a töltés 2E, azaz Valóban szupravezető állapot miatt az elektronok egy Cooper-pár.
A szupravezetők sok volt a fémek és SPLA-te. A legtöbb vegyület bizonyultak Tc nióbium NB3 Sn - 18 K, NB3 Ge - 23K).
Bár a felfedezés a magas hőmérsékletű szupravezetés vezetett megugrott a kritikus hőmérséklet Tc de még mindig túl alacsony, hogy a gyakorlatban is-polzovat szupravezető elektromos vezetékek, nincs vezető hőveszteség. Mindazonáltal gyakorlati alkalmazások szupravezetők indult még a rendes, a nyitó-you-hőmérséklet bővül. Így szupravezetők Shih kiterjedten használnak erős mágneses teret. A mágneses mezők által generált elektromágnesek, amelyek tekercsek magas hőmérsékletű szupravezetők, hagyjuk közel a végrehajtását szabályozott nukleáris fúziós reakció. Magas hőmérsékletű szupravezetők létrehozásához használt új elemeket számítási sebesség-TION technikák, eszközök, felvevők elektromágneses sugárzás és a NOE és mtsai.