< Terug naar het overzicht

BSC-theorie

De theorie die supergeleiding verklaard wordt de BCS-theorie genoemd, vernoemd naar de ontdekkers Bardeen, Cooper en Schrieffer. Een supergeleider is een geleider die onder lage temperatuur geen weerstand meer vertoont. De temperatuur waaronder de elektrische weerstand nul is, wordt de kritische temperatuur Tc genoemd. Onder deze temperatuur vormen de vrije elektronen in het materiaal cooperparen, vernoemd naar L. Cooper. Hierbij zullen twee elektronen elkaar aantrekken en als paar door het materiaal bewegen. Doordat ze op een afstand van ongeveer 100 nm van elkaar zitten kunnen ze makkelijker door de trillende atomen bewegen. Visueel kunnen we dit met behulp van onderstaand figuur ) aantonen.

“vrije elektronen” in een geleidercooperpaar in een supergeleider

Hierbij is te zien dat in het linker figuur de vrije elektronen tegen de trillende atomen botsen en hierdoor van richting en van snelheid veranderen. De weerstand neemt bij temperatuurafname natuurlijk wel af. Uit het vorige hoofdstuk valt namelijk af te leiden dat een temperatuursdaling een weerstandsdaling tot gevolg zal hebben. De atomen zullen namelijk minder trillen waardoor de weerstand afneemt.
Omdat de elektronen cooperparen vormen botsen ze niet of nauwelijks tegen de trillende atomen. Bovendien kunnen ze een botsing met een atoom makkelijker opvangen doordat ze een paar zijn. Mocht het ene elektron tegen een atoom botsen dan verandert het andere elektron niet van richting. De botsing wordt dan automatisch gecorrigeerd. Zo kan een elektrische stroom dus zonder weerstand door het materiaal heen gaan.


< Terug naar het overzicht
© 2019 Roeland van Straten