超导材料的理论依据主要包括以下几个方面:
1. 超导现象的基本原理:超导是指在低温条件下,某些材料的电阻突然变为零,电流可以无阻无损地通过。
这基于超导材料中的电子在低温下会以电子配对的形式组成库珀对,形成一个类似于波的集体激发态,称为超导态。
2. BCS理论:BCS理论是描述超导现象的重要理论。
该理论基于电子和晶格之间的相互作用,通过库珀对的形成解释了超导电性的产生。
该理论由巴丁、柯柏和施里弗提出,他们获得了1972年的诺贝尔物理学奖。
3. 超导材料的能隙特性:超导材料的电子能量带结构具有特殊的能隙,即对于能量接近费米能级的电子,其能量差异很小,难以散失能量,因此电流可在材料中无摩擦地流动。
4. 磁通量量子化现象:超导材料在外加磁场下,磁流线会形成一种磁通量的量子化现象,称为磁通量量子化。
这种量子化现象是超导材料特有的现象,与超导电性密切相关。
综上所述,超导材料的理论依据包括超导现象的基本原理、BCS理论、超导材料的能隙特性以及磁通量量子化现象。