强耦合超导体( 二 ) _生活百科

的声子与电子的耦合强度。电子-声子相互作用强度,也可以用一个平均的参数来大致地代表。当λ揥0.25时，BCS理论与实验符合较好；当λ大时强耦合效应就很重要,一般λ塼1的是强耦合超导体。研究强耦合超导体之所以重要，是因为它们大多数的临界温度比较高，尤其是因为强耦合理论显示，改变超导体的材料参量能使临界温度提高。这对于探索高临界温度超导材料，有一定的指导作用，能够找到有更高的临界温度的超导材料，将会有巨大的实用意义和经济价值。因此是目前新超导材料的中心研究课题。计算公式仍以电-声子机制为基础的强耦合理论考虑了BCS理论中忽略的声子推迟效应和应与频率ω有关的声子态密度F(ω)，以及电声子耦合强度作为ω的函式a2(ω)，并显现出禁止库侖排斥作用和计及电子自能修正等。电子自能是指电子-电子，电子-声子，或电子和其他元激发间的相互作用能量与自由电子气中电子能量之差，可由多体理论计算。对λ<1.5时的强耦合超导体，最常用的Tc公式是麦克米兰（McMillan）Tc公式：μ=N(0)Vc，Vc为平均禁止库侖势，εF为费米能，θc是最高德拜温度。μ*称库侖赝势，是电子间禁止库侖作用的有效势。在λ比1.5更大时，Tc公式为：

文章插图
〈…〉表示平均。强耦合理论对Pb和Hg等在比值2Δ(0)/kBTc和相变比热陡变等上与实验结果相一致。在弱耦合极限下回到BCS的Tc公式时为：Tc=θDexp[-1/(λ-μ*)]一般地，代表库侖排斥的μ*在0.1～0.2之间。上式表明，对λ>μ*的金属才是超导体，这也可作为检验是否是超导体的理论判据。例如对铜的理论估计λ-μ*=-0.16，所以电子间库侖排斥作用大于电-声子产生的吸引作用，虽然铜是良导体，但不可能是超导体。对锡和铅，则λ-μ*分别是0.27和0.42，它们均是超导体。电-声子机制这种强耦合理论估计的Tc能达到的最高限度为30K～40K 。