電子-聲子相互作用(electron-pllononinteraction)
通過晶格振動(dòng)作媒介,導(dǎo)致電子之間相互吸引的作用。在晶體中,離子偏離平衡位置會(huì)破壞晶格的周期場,從而引起勢能的改變,將使晶體中傳導(dǎo)電子受到位移所產(chǎn)生附加勢的作用,這是電子和晶格振動(dòng)的相互作用。晶格振動(dòng)用量子化語言聲子描述,所以又稱為電子-聲子相互作用。
電子-聲子相互作用的-級(jí)微擾過程,可以解釋晶體中電子輸運(yùn)過程,其二級(jí)微擾過程,除電子自由能和聲子自由能修正外,還有電子-聲子-電子相互作用,即超導(dǎo)體中的電子-聲子相互作用。它的物理過程是這樣的:晶體中電子處于正離子組成的晶格之中,帶負(fù)電荷的電子吸引正離子向它靠攏,于是在該電子周圍,原來呈電中性的情況發(fā)生變化,形成正電荷聚集區(qū)域,造成對附近第二個(gè)電子產(chǎn)生-種有效的吸引力,即電子間通過晶格振動(dòng)媒介而相互吸引。晶格振動(dòng)是以格波的形式表現(xiàn)出來的,格波能量是量子化的,稱為聲子,因此電子之間是通過交換聲子而引起相互作用。
電子-聲子相互作用最明顯的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是超導(dǎo)體的同位素效應(yīng),該效應(yīng)是在1950年測量水銀同位素的臨界溫度發(fā)現(xiàn)的。最后應(yīng)該指出,電子之間由于存在著庫侖排斥作用,因此,只有在有效吸引作用超過庫侖排斥力情況下,電子之間才會(huì)有凈的吸收作用,形成庫柏電子對。
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