Сверхпроводимость представляет собой широко распространенное явление72. К моменту написания этих строк существование сверхпроводящей фазы было обнаружено у 25 химических элементов. Температуры перехода для некоторых из этих элементов приведены в табл. 3.4. Многие сплавы и интерметаллические соединения также оказались сверхпроводниками. Несколько примеров таких соединений также дано в табл. 3.4. Бинарное соединение может быть сверхпроводником даже в том случае, когда один из составляющих его элементов (или оба!) не является сверхпроводником. Как было предсказано Коэном73, сверхпроводимость была обнаружена у полупроводников с большой концентрацией свободных электронов. Возможно, что любой чистый элемент ниже некоторой достаточно низкой критической температуры становится сверхпроводником, хотя может понадобиться много времени, чтобы подтвердить или опровергнуть такое утверждение. У одновалентных щелочных и благородных металлов, исследованных до температур ниже 0,1 К, не было обнаружено каких-либо признаков сверхпроводимости. Вполне возможно, что эти металлы должны быть исключены из числа сверхпроводников, так как электрон-фонон-электронное взаимодействие, приводящее при низких температурах к сверхпроводимости, должно сочетаться с сильным электрон-фононным взаимодействием (т. е. с невысокой электропроводностью) при более высоких температурах. Сверхпроводимость отсутствует также у ферромагнитных металлов. Хорошо известно, что магнитные примеси оказывают разрушающее действие на сверхпроводимость того твердого 72 Обширная сводка экспериментальных данных, накопленных по сверхпроводимости к середине 50-х годов, содержится в обзорной статье: Serin В.—In: Handbuch der Physik, v. 15, Springer, 1956. Критерии возникновения сверхпроводимости даются в работе: Matthias В. Т., Geballe Т. Н., Compton V. В.—Rev. Mod. Phys., 35, 1, (1963). См. также: Matthias В. Т. Progress in Low Temperature Physics, v. 2, ed. C. J. Gorter, Wiley-Inter science, 1957. 73 Теоретическое предсказание сделано в работе: Cohen М. L.—Phys. Rev., 134, 511 (1964). Имеются экспериментальные данные о сверхпроводимости (с очень малым значением Тс) ряда полупроводников, в которых может быть создана высокая электронная плотность и в которых имеет место сильное взаимодействие между электронами и колебаниями решетки. 328 Гл. 3. Электроны в металлах Таблица ЗА. Температуры перехода в сверхпроводящее состояние для ряда элементов, соединений и сплавов* Элемент те, К Соединение тс, к Технеций Ниобий Свинец Тантал Ртуть Индий Алюминий Кадмий Титан Иридий Вольфрам П,2 9,46 7,18 4,48 4,15 3,41 1,19 0,56 0,40 0,14 0,0! Nb3Ge Nb3Ga Nb3Sn NbN Moalr NiBi AuBe PdSb2-. TiCo AuSb2 ZrAl2 23,2 20,3 18,05 16,0 8,8 4,25 2,64 1,25 0,71 0,58 0,30 * Данные взяты из работы: Matthias В. Г, Geballe Т. Я., Compton V. В. —Rev Mod. Phys., 35, J (1963). Данные для NbsQa — из работы: Webb О. W. et al. — Solid. State Comm., 9, 1769 (1971), а для Nb3Ge —из работы: Physics Today, October 1973. тела, в которое они вводятся. Это легко согласовать с удивительными магнитными свойствами сверхпроводника. Маттиас72 вывел эмпирические правила для возникновения сверхпроводимости, согласно которым предпочтительными оказываются такие твердые тела, в которых число валентных электронов на атом равно по крайней мере двум, но не превышает девяти. Маттиас связывает также высокую критическую температуру переходных элементов с нечетным числом валентных электронов и обсуждает причину отсутствия сверхпроводимости у всех редкоземельных элементов, следующих за лантаном. Критическая температура Тс коррелирует также с атомной массой и с межатомными расстояниями и конфигурациями атомов. Все это сложным образом связано с микроскопической теорией сверхпроводимости БКШ.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Возникновение сверхпроводимости» з дисципліни «Фізика твердого тіла»
