Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Visualiseren hoe stralingsbombardementen de supergeleiding versterken

Visualiseren hoe stralingsbombardementen de supergeleiding verhogen:

1. Initiële status :Stel je een materiaal voor in zijn normale, niet-supergeleidende toestand. elektronen gedragen zich als onafhankelijke deeltjes, botsen willekeurig en ervaren weerstand wanneer ze door het materiaal bewegen.

2. Stralingsbombardement :Hoogenergetische straling, zoals neutronen, positronen of andere deeltjes, wordt op het materiaal gericht. Deze straling botst met atomen in het materiaal, waardoor atomen uit hun oorspronkelijke positie worden geslagen en defecten ontstaan ​​die 'vacatures' worden genoemd.

3. Vorming van Cooper-paren :De defecten veroorzaakt door stralingsbombardement veranderen de elektronische structuur van het materiaal. Sommige elektronen worden gepaard met tegengestelde spins om 'Cooper-paren' te vormen. Deze paren zijn cruciaal voor het faciliteren van supergeleiding.

4. Verminderde weerstand :Cooper-paren kunnen door het materiaal bewegen zonder in botsing te komen met defecten in het rooster. Door deze vermindering van de weerstand kunnen elektronen vrijer en efficiënter stromen.

5. Elektronenaantrekking :Binnen een bepaalde afstand kan de aanwezigheid van een vacature de interacties tussen elektronen veranderen. Deze veranderde interactie kan leiden tot de aantrekking tussen nabijgelegen elektronen, waardoor Cooper-paren worden gevormd.

6. Overgang naar supergeleiding :Naarmate er steeds meer Cooper-paren ontstaan, begint het materiaal over te gaan naar een supergeleidende toestand. De weerstand tegen elektrische stroom neemt af totdat deze uiteindelijk nul bereikt, waardoor elektriciteit kan stromen zonder energieverlies.

Het visualiseren van dit proces helpt illustreren hoe stralingsbombardementen leiden tot het fenomeen supergeleiding door defecten te creëren die de vorming en beweging van Cooper-paren vergemakkelijken, waardoor uiteindelijk de elektrische weerstand wordt verminderd.