Suprajohteet Syventävien opintojen seminaari juho.arjoranta@helsinki. 19. syyskuuta 2013
Sisällysluettelo 1 2 3 4 5
1911 H. K. Onnes havaitsi suprajohtavuuden Kuva: Elohopean resistiivisyys sen kriittisen lämpötilan T c = 4.2 K ympäristössä. Lähde: H. K. Onnesin Nobel-luento (1913)
Mikroskooppinen teoria suprajohtavuudelle keksitään yli 40 vuotta myöhemmin Bardeen, Cooper ja Schrieer (BCS) kehittivät mikroskooppisen suprajohtavuudelle vasta 1957 BCS-teoria perustuu kahdelle oletukselle: Elektronien välille syntyy vetovoima johteessa, mikä saa aikaan elektronien pariutumisen Syntyviä pareja voidaan kuvata keskeiskenttäteorialla
aikaan aukon energiaspektrissä Elektronien välinen vetovoima metallissa johtaa pareihin Pariutuminen saa
Suprajohde ja täydellinen johde eivät ole sama asia Suprajohtavuus tarkoittaa virtaa jännite-eroa Aineelle ominaisen kriittisen lämpötilan alapuolella resistanssi katoaa Suprajohtavuus ei tarkoita vain täydellistä johdetta Toinen suprajohteita määrittävä asia on ilmiö
Suprajohde ulkoisessa magneettikentässä on täydellinen diamagneetti Ulkoinen magneettikenttä synnyttää pyörteisiä supravirtoja suprajohteen pinnalle Virrat saavat aikaan magneettikentän, joka kumoaa ulkoisen kentän suprajohteen sisällä Kuva: Suprajohde kun T < T c (oikealla) (vasemmalla) ja kun T > T c
liitokset ovat yksi monimutkaisimmista mutta hallittavissa olevista systeemeistä Kun kaksi suprajohdetta liitetään toisiinsa heikolla liitoksella, ainoastaan parit pääsevät tunneloitumaan liitoksen yli Tunneloituvat elektroni aikaan jatkuvan virran jännite-eroa
Suprajohteita käytetään lääketieteessä sekä hiukkaskiihdyttimissä Suprajohtavat magneetit ovat voimaikkaimpia tunnettuja sähkömagneetteja liitokset ovat erittäin herkkiä magnetometrejä ilmiö on mukana voltin määritelmässä