理論上熱漲落導致了不存在高溫(室溫)超導體嗎?

時間 2021-06-02 14:18:36

1樓:神秘博士DoctorWu

從2023年起,超導迷案繞了106年,今天還在繞。尤其中途殺出來個BCS理論,當時部分獲得突破,又難以回頭地鑽進另一死胡同。

就如同NASA曾經向社會徵求發明「在失重環境裡能書寫的筆」一樣。乙份不起眼的建議,就一句話:「你們有沒有試過鉛筆?」

如今,我們建議,庫珀對的身份屬於滿帶電子,不負責導電。超導體內載流子和普通導體載流子一樣是自由電子。

量子力學基礎說好的,不躍遷就不交換能量。故超導體內自由電子不轉換成非自由電子就沒有把電源賦予的能量轉變成熱能。

說了這麼多,對提問的正面回答是:肯定是能夠做出來高溫(室溫)超導體的。方向歸納為兩個。

1、不斷努力擴大能隙,使能隙上有自由電子,下有非自由電子並且不會來回交換。

2、若已存在乙個合適的能隙,則努力向材料裡填充或者挖走電子數量,使能隙上有自由電子,下有非自由電子並且不會來回交換。

課堂上常說費公尺面,其實就是抓住「上有自由電子,下有非自由電子」特徵來確定費公尺面的。

過去106年的經驗,天然的原子分子堆砌起來的材料裡面實在難找到足夠大的能隙。我們建議「人造原子」,就是生產微觀的人工島,把這些島排列起來。給島嶼賦予靜電場、穩恆磁場、或者電磁波。

電子在這些島嶼構成的能級裡按照泡利不相容原理逐個填充,直至乙個足夠寬的能隙「上有自由電子,下有非自由電子」,OK超導就成了。

2樓:

只要有相互作用,很多事情就完全不同了。冷原子系統通過調節相互作用強度,可以實現費公尺溫度*5%這個水平的BCS狀態。而普通金屬中的費公尺溫度都上萬,也就是,在500K左右的溫度超導也不是不可能,當然,坑爹的問題在於,你要怎麼調節電子相互作用強度呢?呵呵~

3樓:FOREST.Z

略懂皮毛,隨便談一下,以前我也認為常溫超導是不可能實現的。後來我發現我認知太狹隘了

能否提高轉變溫度主要是配對機制的問題,低溫超導的bcs理論,是電聲耦合產生copper對,理論計算認為bcs電聲耦合產生copper對的機制,最高轉變溫度是30k?(因為手邊沒有書,憑印象,明天翻書給你準確回覆)現在超導的轉變溫度早就大於這個值了。

銅基超導第一次挑戰了理論家的預言,所以後來銅基鐵基高溫超導都是在幫助我們完善理論

高溫超導的機制,一般認為是一種強關聯作用。這裡配對不限於自旋單態,我們可以是s波配對,p波配對d波配對,當然這一前提就是配對後的態比單電子佔據態能量更低,那麼費公尺球附近的電子會激發出來參與配對。

也許在某些機制下就能夠實現高的轉變溫度,這並不是不可能,主要看相互作用強度高到,廣義copper對不會被熱漲落破壞掉。

4樓:

我覺得這句話重點在於教你怎麼粗糙地,半經典地去估計巨集觀量子效應的轉變溫度,而不是在於強調「只有在極低溫才能怎麼怎麼地」,不需要糾結

5樓:qfzklm

簡單的理解就是,熱漲落會破壞長程式,因而各種長程式都是在低溫下形成的,比如BCS和BEC什麼的。

不過這個畢竟只是一種估計手段,並不是那麼準確的。。

比如在這個估計中,就完全沒有考慮相互作用呀。如果吸引足夠大,那麼轉變溫度就會足夠高了。。

update20170801

有人提到了強關聯體系。的確,目前實驗上的銅基超導和鐵基超導,都是強關聯材料。。我粗淺的理解的強關聯體系可以建立高溫超導的機制是,量子漲落加強的超導長程式。。

凝聚態系統中,所有的長程式,都是在費公尺液體基態的基礎上施加微擾得到的。比如超導,電荷密度波【CDW】,鐵磁序【Stoner FM】,反鐵磁序【AFM】或者自旋密度波【SDW】等等。。因而,我們對這些長程式的理解都是一致的,通過一些機制使得費公尺面失穩開啟能隙,進而建立長程式並使其在低溫下保持穩定,只要熱漲落能標kT跟能隙相近時就會破壞長程式。。

同樣的,這樣也理解了為什麼各種長程式之間總是相互競爭或壓制的關係,其實就是比較這幾種長程式哪個能在費公尺面處開啟的能隙更大,系統建立了乙個長程式,就不會同時建立另乙個。。

強關聯體系跟傳統凝聚態體系不同的地方在於,必須要考慮電子之間的自旋關聯,這個關聯導致了量子漲落,其基態從費密液體態變為自旋液體態【或者其它態】,這就導致了在磁序方面有很強的量子漲落,磁序被壓制了,進而超導序可以有機會被建立起來。。而比較奇怪的是,這個磁序方面的量子漲落,似乎會加強超導序。關於銅基和鐵基就有類似這樣的理解【似乎高溫超導的機制爭論也是分門論派的?

】,電子因為自旋漲落【近Mott態】,加強了超導配對相互作用,提高了轉變溫度。。類似的,在鐵磁超導體【UCoGe等】中,在各向異性鐵磁態的量子相變點附近,就是因為量子漲落加強了超導態。。

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