发布时间：2019-07-29 23:47:35
超导微观机制
经典理论对超导电性产生的原因无法解释。在量子论建立不久，F.伦敦就指出，超导环内的磁通是量子化的。因此，超导电性是宏观世界的量子现象。1962年，实验证实磁通是量子化的。
超导微观理论是指从研究电子运动来阐明超导电性的量子理论。理论的成就，促进了实际应用的发展，1957年以后超导材料和超导器件迅速发展，显示其优越性能，目前在某些领域已经开始进入实用阶段。从研究电子运动来阐明超导电性的量子理论。1911年发现超导电性之后，人们就希望研究清楚发生超导的原因。大量实验事实证明，超导电性的产生是电子气状态的变化所引起的;实验上还证明，金属一旦变成超导，则体系的能量要降低。显然电子间的库仑斥力不能导致体系能量的降低;但如电子间有某种吸引作用，则必然导致体系能量的降低。相互吸引作用从何而来这是人们长期研究的问题。W.K.海森伯、M.玻恩和程开甲都曾经尝试根据量子力学和金属电子论来对它进行微观的解释，但是都未成功。1950年从实验中发现了超导临界温度的同位素效应，指明导致超导的机制是电子-声子相互作用，1957年J.巴丁、L.N.库珀和J.R.施里弗建立了正确的微观理论，即BCS理论。以后的发展表明，BCS理论能够解释大量的超导现象和实验事实，是一个成功的理论。一个重要的进展，是在1962年B.D.约瑟夫森预言了一种与两块超导体间弱耦合有关的效应，不久就得到实验的证实，而命名为约瑟夫森效应。
BCS理论有两个基本概念。
第一,超导电性的起因是费密面附近的电子之间存在通过交换声子而发生的吸引作用。
第二，由于这种吸引作用，费密面附近的电子两两结合成对，叫做库珀对。
综上所述，可见理论与实验基本上是符合的。对于超导微观理论的基本概念──库珀对的更直接的实验支持来自磁通量子(见超导电性)的数值和约瑟夫森效应。理论与实验也还存在一些差异，这些差异对部分超导体(如Pb、Hg等)特别显著。对理论作更精细的补充修正，可以使理论与实验的差异缩小到百分之一左右(见强耦合超导体)。因此，超导微观理论是固体理论中一个成功的典范。
理论的成就，促进了实际应用的发展，1957年以后超导材料和超导器件迅速发展，显示其优越性能，目前在某些领域已经开始进入实用阶段。