Geçiş sıcaklıkları
Bilinen süperiletkenlerin büyük çoğunluğu 1 K ile 10 K arasında değişen geçiş sıcaklıklarına sahiptir. Kimyasal elementlerden tungsten en düşük geçiş sıcaklığına, 0.015 K ve niyobyuma en yüksek, 9.2 K'ya sahiptir. Geçiş sıcaklığı genellikle çok hassastır. manyetik safsızlıkların varlığı. Örneğin çinkodaki milyon manganez başına birkaç parça, geçiş sıcaklığını önemli ölçüde düşürür.
Özgül ısı ve termal iletkenlik
Bir süperiletkenin termal özellikleri, normal durumda aynı sıcaklıkta aynı malzemenin özellikleri ile karşılaştırılabilir. (Malzeme yeterince büyük bir manyetik alan ile düşük sıcaklıkta normal duruma zorlanabilir.)
Bir sisteme az miktarda ısı verildiğinde, enerjinin bir kısmı kafes titreşimlerini arttırmak için kullanılır (normal ve süper iletken durumda bir sistem için aynı olan bir miktar) ve geri kalanı artırmak için kullanılır iletim elektronlarının enerjisi. Elektronik spesifik ısı (Cı- e) elektron sistemin ısısında artış elektronlar tarafından kullanılan ısı bölümü oranı olarak tanımlanır. Bir süperiletken içindeki elektronların özgül ısısı, normal ve süperiletken durumda mutlak sıcaklık (T) ile değişir (Şekil 1'de gösterildiği gibi). (C olarak tasarlanmış, süper-iletken durumda elektronik spesifik ısı es) normal bir halde daha küçük olan (Cı belirlenmiş en yeterince düşük sıcaklıklarda), ancak C es Cı daha büyük olur EN geçiş sıcaklığı T, C olan noktada yaklaşılır bu C aniden düşer EN eğrisi T yakınlarında bir sivri bir şekle sahiptir, ancak klasik süper iletkenler için c yüksek T C süper iletkenler. Hassas ölçümler, geçiş sıcaklığının oldukça altındaki sıcaklıklarda, elektronik özgül ısının logaritmasının sıcaklık ile ters orantılı olduğunu göstermiştir. Bu sıcaklık bağımlılığı, istatistiksel mekanik ilkeleri ile birlikte, bir süperiletken içindeki elektronların enerji seviyelerinin dağılımında bir boşluk olduğunu güçlü bir şekilde göstermektedir, böylece her elektronun aşağıdaki durumdan uyarılması için minimum enerji gereklidir. boşluğun üzerindeki bir duruma olan boşluk. Yüksek T Bazı C süper iletkenler sıcaklığına orantılı olan özgül ısı, ek bir katkı sağlar. Bu davranış, düşük enerjide yatan elektronik durumların olduğunu gösterir; bu tür durumlara ilişkin ek kanıtlar, optik özelliklerden ve tünel açma ölçümlerinden elde edilir.
Bir örneğin birim alanı başına ısı akışı, ısıl iletkenlik (K) ürününe ve gra T: J Q = -K △ T sıcaklık gradyanına eşittir; eksi işareti, ısının her zaman daha sıcaktan daha soğuk bir bölgeye aktığını gösterir. bir madde.
Normal halde ısı iletkenliği (K n) süper-iletken duruma (K ısı iletkenliğini yaklaşımlar s geçiş sıcaklığına (T yaklaşımlar sıcaklığı (T) olarak) C de saf veya saf olmayan olup, tüm malzemeler için). Bu, her bir elektron enerji boşluğu (Δ) sıcaklığı (T) olarak sıfıra yaklaşırken geçiş sıcaklığına (T yaklaştığını göstermektedir c). Bu aynı zamanda süperiletken durumdaki (Ces) elektronik özgül ısının, geçiş sıcaklığına yakın normal durumdaki (C en) daha yüksek olduğu gerçeğini de hesaba katar: sıcaklık, geçiş sıcaklığına (Tc) doğru yükseltildiği için, süper iletken durumdaki enerji boşluğu azalır, termal olarak uyarılan elektronların sayısı artar ve bu ısının emilmesini gerektirir.
