 · 。
令，  =   （73）
（73）中的q为晶格周期单元内自由电子的个数。对于单原子金属，（73）变为：
=  （74）
显然，由式（69）、（72）、（74）可知，复杂的原子周期晶格单元，会更大，超导相变温度也更高。与晶格原子质量的关系也证明超导体存在同位素效应。
温度TC 时完全正常态和完全超导态的系统简并态数MШ。对金属内部自由电子量子气体采取费米狄拉克统计分布近似处理。超导相变，将低位能j+1相作为系统基态，状态数 可以取小整数比如1。相变温度TC时的完全正常态 ，利用（14）式的能谱关系，体积为V、自由电子数为N的自由电子量子气体，单电子的简并态mШ近似为：
mШ=  (75)
电子ε能级取TC 时的平均值 ，则电子气体系统总简并态为：
=  mШ=  (76)
由（67）、（74）、（76），可以估算TC 。
3.3.4.2 高温超导机理与高温超导体
自1986年IBM苏黎世实验室的缪勒（K.A.Muller）和柏诺兹（J.G.Bednorz）首先发现钡镧铜氧化物（Ba-La-Cu-O）高温超导体以来，高温超导一直是凝聚态物理领域的研究热点，各种不同结构的高温超导体材料，不断在全世界众多实验室被发现或被复制。
到目前为止，已经发现的高温超导体材料基本上分为两大类，第一类为1986发现的存在铜氧导电平面结构的多种类钡镧铜氧化物结构的高温超导家族，此类最高临界温度纪录为常压下135 K、高压下164 K，1994年由朱经武等在汞-钡-钙-铜-氧体系中实现；第二类为2008年日本东京工业大学的细野秀雄等首先发现的合成系列铁基高温超导体家族，此类目前最高临界温度纪录约为55K，为中国科学院物理研究所赵忠贤等在氟掺杂钐氧铁砷化合物中实现。铁基超导体中铁元素和其它元素（如砷、硒）形成铁基平面没有铁磁性。
本文从时空结构几何与时空统计理论出发，建立的有关超导相变的本质逻辑，完全适用于高温超导体。两大类高温超导材料的共同点，是均为二维导电结构，超导现象分别出现在铜氧平面和铁基平面上。这是超导相变温度TC 较高的决定因素。
我根据《时空结构几何》及本文的时空统计理论，已经证明低维空间中微观粒子之间的相互作用，比在同类高维空间结构中更强，粒子之间呈现更强关联。导体中的电子流体，处在二维平面空间，电子之间的相互作用强度，比三维立体空间，大一个数量级即约10倍。上文有关立体结构导体低温超导相变双态的有序势能能级差，在二维导电平面结构中，绝对值大约提高10倍，对应的超导相变温度TC可以达到几十至102量级，这正是到目前为止，所发现的大量高温超导体材料的相变温度TC区间。有关低维系统中电子之间的超强关联的数学逻辑关系，我将在随后整理并发表的《低维结构中微观粒子之间的强关联关系及时空特性》（拟用标题）一文中详尽论述。这里只作为结论列出。
定理 8 一维、二维空间导电结构内部导电电子之间存在比在三维空间同类导电结构中更强的相互作用。
作为定理8的推论，二维或一维导体材料，都可能存在较高的超导相变温度。已经发现的高温超导材料，基本上都是陶瓷材料等，只有这种复杂的绝缘体材料，更有利于在大晶格单元内形成独立的、镶嵌的“导电平面结构”。可以预言，有使用价值的高温超导材料，可能是二维金属层与准二维非金属层（绝缘层）的多层耦合叠成结构。我们也在做这方面的实验，只是由于相关实验设备价格昂贵，实验条件限制颇多，进展相对缓慢。
找到理想的一维导电结构材料，似乎更难。具有导电性的C60，实验室发现的二维导电结构极为优美，将其“卷成”纳米管导电结构，如能“孤立”存在，可能是理想的一维导体。 23/30 首页 上一页 21 22 23 24 25 26 下一页 尾页 |
