13. Явление сверхпроводимости

Явление сверхпров-ти закл в том, что у некот металлов и сплавов электр сопротивл вблизи определ темпер скачкообразно обращ в ноль. Темп при кот происх переход в сверхпров сост назыв критической темп. В наст время изв более 500 чистых эл-тов и сплавов обнаруж св-ва сверхпров-ти. Квантово-механ теория явления СП электр в металлах с присущем ей отсутств трения. Электр пров-ти движ в сверхпров беспрепятств, без трения об узлы кристаллич решетки. Осн особенностью СП закл в том, что у них возник взаимн приток электронов с образов электронных пар, т.н купровских пар с зарядом q=2e. Причиной этого притяжения явл дополн к кулоновскому отталкиванию взаимодействие между электр связями с притяжением под воздействием кристал решетки. Притяжение между электр можно представить как взаимодейств электр фононов причем притяж наиболее эфф если имп взаимод электронов антипараллельны. Если при сколь угодно низких Т кулонов отталкив между электр преобл над притяж, то металл или сплав остается по своим св-вам обычным п-п. Если же при Ткрит происх преобл сил притяжения надо силами отталкивания, то в-во переходит в СП.

14. Понятие зонной теории твердых тел

Период поле в крист существенно измен энерг сост валентных эл-нов по сравнению с из сост в изолиров атоме или разряженном газе. В изолир атомах электр нах-ся в дискр энергетич состояниях. В тв теле энерг сост электр опред как взаимод их с ядром своего атома так и электр полем кристал решетки, т.е взаимодейств с другими атомами. Это приводит к тому что энергия электр в крист измен квазинепрерывно. Вместо дискр энерг ур-ня хар-ного для изолиров атома в тв теле содерж n взаимодейств атомов возник у близко распол друг от друга энерг ур-ней, кот образ энергетич зону. В крист образ зонный энергетич спектр электронов. Разрешен энерг зоны разд обл зонами запрещенных значений энергии электронов. Ширина ЗЗ соизмерима с шириной РЗ. С увеличением энергии кристалла ширина РЗ возрастает, а шир ЗЗ убывает.Разреш эн зоны в тв теле м.б. по разному заполнены электронами. В предельном случ они м.б либо целиком заполн либо соверш своб, а электр могут перех из одн разреш зоны в другую.

15. Зонная теория металлов и диэлектриков

Существ энерг зон позв объясн с елин т.зр сущ-ние металлов, диэл и им подобных. Различ в эн св-вах этих тв тел объясн в зон теории разл заполн электронами РЗ и шириной ЗЗ. Эти 2 фактора опред отнесение данного тв тела к проводн или диэлектрикам. Необх условием возм-ти того, чтобы тв тело м.б проводником является наличие своб энерг уровней на кот электр поле сторонних сил могло бы перевести электроны причем это стороннее может вызвать только внутризонный переход. Если валентн электроны атомов в кристалле неполн заполн ур-ни зоны разр знач энергии то эта зона называется Зпроводимости т.к наход в не электроны участвуют в создании тока проводимости. Под действ внешн электрического поля создав в крист источником электр энергии валентн электроны увеличивают свою энергию и переходят на более высокие энергетич ур-ни в зоне пров-ти при этом прих в упорядоченное движение и по кристаллу течет ток. Т.о если зона неполн занята валентн электр то тв тело всегда является проводником электр тока. В случае диэлектриков ур-ни валентн зоны полностью заняты диэл, а электроны не могут преодлеть потенциальный барьер ЗЗ при любом направлении внешнего электрич поля вплоть до пробойного.