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BCS理论讲义
由约翰·巴尔丁（John Bardeen），莱昂·库珀（Leon Cooper）和罗伯特·施里弗（Robert Schrieffer）开发的BCS理论成功地建模了I型超导体的性能。该理论的一个关键方面是通过与晶格的相互作用而形成了库珀对，这是由于与晶格振动相关的电子之间的轻微吸引力所致。这些配对的电子的行为更像是玻色子，凝结成相同的能级，并在带隙以下的温度上表现出零电阻率。获得诺贝尔奖的三人组的工作表明，超导性的临界温度取决于带隙和同位素质量，指向声子相互作用机制。给定的文章文本此处已将半导体的属性扩展到包括环境样本[11,12]。半导体表现出具有能隙（例如）为特征的带状结构，硅的EG约为1.17 eV，而EG的EG约为0.66 eV。内在的半导体，例如纯硅或锗，由于热能而导致一些电子升高到传导带。填充特定能量状态的概率遵循费米 - 迪拉克分布。在室温下，化学势（μ）和费米能（EF）大致相等。传导电子可以通过相对于费米能的能量水平来识别它们。当电子被激发到传统带中时，它留下了一个孔，该孔充当价带中的正电荷载体。杂质半导体是通过引入杂质（掺杂）来改变其电子特性而创建的。n型材料的杂质比半导体的价电子多，而P型材料的杂质具有较少的价电子。在超导性中，可以在液态氦低温器中观察到几种现象。通过测量磁场排除（Meissner效应）证明了向超导状态的过渡，因为温度通过沸腾的氦气流降低。还观察到，还观察到还观察到通过两个超导体之间的绝缘连接在超导铅缸中诱导电流的持续性。此实验的准备问题包括测量0.5英寸汞的高度，以允许蒸发氦气逃脱，防止空气逆流进入脖子，并取下插头以测量氦气水平并插入实验。应通过各种方法将这种开放条件的持续时间最小化，例如减少电线表面上的杂质或平行于其平行的磁场。这可以帮助减轻非常规超导体和其他可能导致库珀对破裂的来源的疾病的影响。超导和扩散金属状态之间产生的相变是一种复杂的现象，受到电流和热激活相滑的波动的影响。已经对此过程进行了全面分析，从而揭示了从量子临界到低温金属相过渡时，零频率电运中的非单调温度依赖性。遵循De Gennes的方法，参考。接近临界点，热电导率比显示了遵守Wiedemann-Franz定律的线性温度依赖性。在相关研究中，对强烈相互作用的国家方程的调查已经持续了近二十年。这项研究通过检查了描述核液体 - 液体相变和解糊精过渡的准确解决的统计模型，从而为这一领域做出了贡献。通过扩展热力学限制中的溶液到有限体积，研究人员直接从大规范分区中制定了相似的相类似物。已经探索了对这些系统的表面影响，表明表面的存在可以显着影响相行为，尤其是对于强烈相互作用的物质。时间限制对金属超导性和超流量的影响，电子在短范围内使用筛选的库仑电位相互作用。金属的现象学理论（称为Landau Fermi液体理论）假设这些相互作用的电子绝热连接到自由电子。这使我们能够将金属中的电子视为具有重归于参数的非相互作用的费米。有限温度下金属的比热与激发的数量成正比，即大约4kf/k，其中kf是费米波形，而ek是电子的能量。这表明金属中的电子出于实际目的的行为就像非交互式费米子。一项研究发现，声子的线宽与电子偶联参数λ成正比。然而，一些研究的重点是超导体中的电子声子相互作用，尤其是在常规和非常规的超导体中。这项研究的目的是更好地了解使用非弹性中子散射的经典超导体的声子频谱。另一项研究试图以“纯粹的经典”方式解释Meissner效应，即从超导体中驱动磁场线。但是，该论点滥用了Gennes的通量驱动，并受到其他研究人员的争议。我们不是直接解决最关键的论点，而是基于De Gennes的古典教科书摘录的基本观点[2]。1将超电流密度描述为j（r）= n（r）e*v（r），其中n是超导电子的密度，v是载体的漂移速度。通过将该方程取代到表达式中以进行动能并最大程度地减少动能和磁能的总和，可以到达F.和H. Londons的方程式：H +λ2∇×（∇×H）= 0，其中λ是穿透深度。此方程式解释了字段排斥。值得注意的是，该方程的推导不依赖于量子概念或普朗克常数。状态揭示了2DEG的特性；具体而言，它表现出半耗油的石墨烯EF自旋偏振法表面。这导致了有趣的现象，例如与旋转密度相关的电荷电流和与电荷密度相关的旋转电流。此外，Berry的阶段具有强大的疾病，显示出弱反定位但不可能的定位。当对称性打破时，表面能隙会打开，导致诸如量子霍尔状态，拓扑磁电效应或超导状态等外来状态。但是，如果表面保持不足而没有破坏对称性，甚至出现了更异常的状态，则需要固有的拓扑顺序，例如非亚伯式FQHE或表面量子厅效应。文本进一步探索了轨道QHE，e = 0 landau级别的dirac费米子和“分数” iqhe 2/3 e/h B.异常的QHE可以通过沉积磁性材料来诱导表面间隙，从而导致质量M↑M↓。在拓扑绝缘子（TIS）的背景下，文本讨论了磁电效应Qi，Hughes，Zhang '08；艾森，摩尔，范德比尔特'09。它考虑了带有磁体间隙表面的Ti的实心圆柱体，并探索了拓扑“ Q术语” 2 DL EB E E1 ME N E2 H2 H2 Q H Tr Sym。