1. 열 에너지 극복 :
더 높은 온도에서, 열 에너지 (원자 및 전자의 무작위 운동과 관련된 에너지)는 쿠퍼 쌍의 형성 및 유지를 방해하는 경향이있다. 이 쿠퍼 쌍은 매력적인 상호 작용으로 인해 형성되는 전자 쌍이며 초전도체에서 전류의 무손실 수송을 담당합니다. 열 에너지는 이러한 쿠퍼 쌍을 분리하여 초전도를 방해 할 수 있습니다. 온도가 감소함에 따라 열 교반이 줄어들어 쿠퍼 쌍이 더 쉽게 결합하고 초전도성이 발생할 수있게합니다.
2. 전자-포논 상호 작용 :
기존의 초전도체에서, 전자와 격자 진동 (포논) 사이의 상호 작용은 쿠퍼 쌍의 형성에 중요한 역할을한다. 이러한 전자-포논 상호 작용은 전자 사이에 매력적인 힘을 생성하여 상호 쿨롱 반발 및 형태 쌍을 극복 할 수있게한다. 그러나, 이러한 상호 작용의 효과는 온도 의존적이다. 더 높은 온도에서, 격자 진동은 더 강렬하여 전자의 산란이 증가하고 전자와 포논 사이의 상호 작용이 감소합니다. 전자-포논 커플 링의 이러한 약화는 초전도를 달성하기가 더 어려워집니다.
3. BCS 이론과 에너지 간격 :
기존의 초전도성에 대한 현미경 설명을 제공하는 BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) 이론은 초전도 상태가 페르미 에너지 미만의 에너지 갭 (δ)에 의해 특징 지워진다는 것을 예측한다. 이 에너지 갭은 쿠퍼 쌍을 분해하고 초전도 지상 상태에서 시스템을 자극하는 데 필요한 최소 에너지를 나타냅니다. 더 높은 온도에서 열 변동은이 에너지 격차를 극복하기에 충분한 에너지를 제공하여 초전도성의 파괴로 이어질 수 있습니다. 온도가 감소함에 따라 열 변동은 활력이 적어 쿠퍼 쌍을 깨뜨리는 것이 더 어려워서 초전도 상태의 안정성을 향상시킵니다.
4. 임계 온도 (TC) :
각각의 초전도체는 상기의 특징적인 임계 온도 (TC)를 가지며, 이는 초전도 특성을 잃고 정상, 비전 도전 상태로의 전이를 잃는다. TC는 초전도성이 유지 될 수있는 최대 온도를 나타냅니다. TC의 값은 몇 개의 켈빈 (k)에서 더 높은 온도에 이르기까지 다양한 초전도체마다 크게 다릅니다. 임계 온도가 높을수록 초전도체가 열 중단에 더욱 저항력이있어 상대적으로 더 높은 온도에서 초전도성을 나타냅니다.
이러한 요인들은 초전도기가 일반적으로 특징적인 특성을 나타내려면 저온이 필요한 이유를 종합적으로 설명합니다. 더 높은 온도에서 초전도성을 달성하는 것은 활발한 연구 영역으로 남아 있으며 다양한 기술 응용 분야에서 상당한 잠재력을 보유하고 있습니다.
