מוליכות-על – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ קישורים פנימיים
שורה 62:
 
בגביש מעשי, מקור תופעת ההתנגדות החשמלית הוא בכך שהאלקטרונים נעים בחומר ו[[פיזור|מתפזרים ממנו]]. תמונה מיקרוסקופית של פיזור זה מתארת עירור של [[אופן תנודה]] בגביש המתבטא בשחרור [[פונון]], שהוא ערעור בדיד של [[גל]] [[קול]] בגביש, המקביל ל[[פוטון]] בגל ה[[אור]].
ייתכן מצב שבו הפונון ששוחרר על ידי חלקיק מסוים ייקלט על ידי חלקיק אחר באינטראקציה מושכת. באופן כללי, ללא ההפרעה, [[רמת היסוד ]]<nowiki/>של שני האלקטרונים היא [[אנרגיית פרמי]], משום לפישלפי [[עקרון פאולי]] הם אינם יכולים לאכלס רמות אנרגיה נמוכות יותר (בטמפרטורה סופית, קביעה זו נכונה רק בקירוב, אך זהו קירוב טוב יחסית משום ש[[טמפרטורת החדר]] נמוכה בהרבה מ[[טמפרטורת פרמי]] האופיינית למתכות). רמת היסוד של הזוג מושפעת מן האינטראקציה של החלפת פונונים כך שפיזור של הצמד מהגביש, אם יתרחש, ניתן ל[[קירוב]] כהפרעה קטנה ולכן לפי [[תורת ההפרעות (מכניקת הקוונטים)|תורת ההפרעות הקוונטית]], יגרום להורדת רמת היסוד של הצמד אל מתחת לרמת פרמי.
 
אם לאלקטרונים גם [[ספין]] הפוך, אזי הזוג הנוצר הוא [[בוזון]] ולכן לא חייב לקיים את עקרון האיסור של פאולי, ולכן לאחר פיזורים יכולים להתקיים בו זמנית זוגות רבים שהאנרגיה שלהם יכולה להגיע למינימום שהוא אף מתחת לפעמיים אנרגיית פרמי. ניתן להראות כי כאשר ה[[תנע]] הכולל הוא אפס, היינו – לאלקטרונים תנעים בכיוונים מנוגדים, יווצרו הזוגות הרבים ביותר. לכן, זהו המצב המועדף אנרגטית ולכן נוצרים בחומר צמדים מסוג זה. צמד של אלקטרונים הנמשכים זה לזה בקשר מסוג זה נקראים "צמד קופר". ההגבלה היחידה על מספר הצמדים בחומר נובעת מעיקרון האיסור של פאולי, המגביל את מספר המצבים האפשריים של שני אלקטרונים מנוגדי תנע וספין במתכת, בטרם נוצרו הזוגות.