库珀对的形成作为交换相互作用的结果
综合物理
2023-04-28 v9
摘要
通过分析晶体中两个传导电子的交换能,我们发现交换能可能为负,因此单重态可能是有利的。两个传导电子波函数在实空间中的完全重叠会导致更深的交换能。因此,交换相互作用在实空间中导致了两个传导电子之间的键合。单重态键合是可能的,因为单重态电子可以同时且永久地占据同一个空间基态,所以配对电子的平均能量低于未配对电子的能量。因此,配对是泡利不相容原理的结果。如果传导电子在配对前被置于动量空间的费米面上,那么每个对都可以永久存在。晶体中传导电子的运动可能会阻碍库珀对的形成,因为运动的动能通常大于对中的结合能。作为驻波的传导电子是局域的且具有零动量,因此它们的动量是同步的;所以,尽管费米面上存在巨大的动能,弱单重态键合仍然是稳定的。驻波的局域配对解释了逆同位素效应、Tc 圆顶、绝缘体 - 超导体转变以及关于超导体的许多其他事实。作为玻色子的电子对可以形成宏观相干的玻色 - 爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein-Condensate),从而变得无耗散且非局域。
引用
@article{arxiv.1501.04978,
title = {Formation of Cooper Pairs as a Consequence of Exchange Interaction},
author = {Stanislav Dolgopolov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.04978},
year = {2023}
}
备注
added clarifications about standing waves as local states