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庫珀對
(物理學術語)
鎖定
- 中文名
- 庫珀對
- 外文名
- Cooper pair
- 類 別
- 物理名詞
- 提出者
- Leon Cooper
- 特 點
- 一個自旋向上 一個自旋向下
- 提出時間
- 1956年
庫珀對定義
金屬中的兩個電子之間存在着通過交換聲子而發生的吸引作用。由於這種吸引作用,費米麪附近的電子兩兩結合形成所謂的“庫珀對”。“庫珀對”的形成使電子氣的能量下降到低於正常費米-狄拉克分佈時的能量,使得在連續的能帶態以下出現一個單獨的能級。這個單獨能級與連續能級之間的間隔就叫做超導體的能隙。而今,庫珀對理論被用於超導和解釋BCS理論中,起着巨大的作用。
庫珀對理論解釋
即使庫珀對是一個量子效應,但是其成對的原因可以用一個簡單的模型來解釋
[1]
。金屬中的電子可以看作自由粒子,電子與電子之間存在庫倫排斥作用,但是與組成晶格的陽離子之間存在着吸引力,這個吸引力會使晶格發生畸變,陽離子輕微地靠近電子,從而增加了附近晶格的正電荷密度。而這些正電荷則會吸引其他電子。長距離下,這些電子與陽離子的吸引力會克服電子間的排斥力而配對。
嚴格的量子力學的解釋表明這種效應是由於電子-聲子耦合,聲子正是這些帶正電荷的晶格的基體運動。
庫珀對補充
庫珀對的能量很弱,在
量級,熱能能夠很容易的打破庫珀對。所以,只有在低温下庫珀對才能穩定存在。
庫珀對中的電子未必是緊緊地在一起,而是一種長程的配對,配對的電子可能相距幾百納米。
- 參考資料
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- 1. Spatial Structure of the Cooper Pair .sci-hub.tw[引用日期2018-07-08]