新磁子态对超导有什么影响（超导载流子自由电子教解决了百年超导问题）

前不久，我们尝试回答问题，为什么许多高温超导材料工作在转变温度之上的“正常态”时，电阻率随绝对温度上升而线性增加，不是一般金属导体表现得电阻率与绝对温度的平方成正比，接下来我们就来聊聊关于新磁子态对超导有什么影响?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!

新磁子态对超导有什么影响

前不久，我们尝试回答问题，为什么许多高温超导材料工作在转变温度之上的“正常态”时，电阻率随绝对温度上升而线性增加，不是一般金属导体表现得电阻率与绝对温度的平方成正比。

https://www.zhihu.com/question/308975349

我们说到了高温超导材料的载流子浓度（样品条件确定后的载流子数）随温度上升而线性增加，在其它条件不变时，贡献了一份电阻率与温度成反比的原因。而一般金属导体的载流子浓度几乎不随温度变化而改变，没有这一份电阻率-温度成反比的贡献。

高温超导材料的电阻率，在一般导体材料的电阻率-温度平方关系基础上，多了一份载流子浓度随温度上升而线性增加的关系，等于多了一份电阻率随温度上升成反比减少的关系。综合后，电阻率就是随绝对温度上升而线性增加的。

巧得是，几乎同时，我们另外一个回答包括了已发现两种类型导致超导现象的原因。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/52494136

常规超导体适用动态的能级形象。相对的，能带理论初步介绍指出了静态的能级形象。具体到能带里的一个能级，一个能级填满自旋相反的两个电子叫满填充，一个能级只有一个电子叫半填充。不论满填充，还是半填充，能级的位置(能量大小)不变。动态的能级形象就是指，满填充的时候能级位置更低，半填充的时候能级位置更高，存在一定能隙。在这动态的能级形象里，只要半填充和满填充的能级都稳定下来，就是超导的。有意思的是，这样动态的形象里，能隙间允许了更多半满的能级存在。声子能隙便是已发现的起到决定作用的动态能隙。

高温超导已被发现反铁磁性是普遍规律。这样的性质，能够在宏观上不显磁性，微观上是许多交错排列的磁极。能够肯定得说，不论材料母体自身的原因还是磁性粒子强迫的原因，都能使得一个能级分裂成两条位置(能量大小)不同的(子)能级。为了区别，文中把一个能级内区分了上下自旋的能级叫子能级。复杂的，p型亚层还有自旋三重态。总而言之，上下自旋之间有一能隙决定子能级差距。在这能隙之间允许存在其它能级的子能级，或是上自旋的，或是下自旋的。

值得注意，如此上下自旋子能级位置不同的形象，导致满填充与半填充的结果发生变化。较高的子能级事实上要与同一(父)能级的较低的子能级成为满填充能级。然而能量最低原理仍然要求电子从低到高依次填充能级(包括从低到高依次填充子能级)。这就导致了一定数量相同自旋方向的子能级能够同时制造半填充的能级。只要半填充和满填充的能级都稳定下来，就是超导的。

然后，就容易说到开篇所指电阻率-温度关系是线性的还是平方的问题。

对于导带中长久存在载流子的情景，例如金属的导带被载流电子占据，占时几乎是百分之百(一个电子离开能级意味着迅速有另一电子补回)。对于载流子依赖于温度产生的情景，例如价带电子受热激发到导带成为载流子的情景，载流子进入导带的一次连续占时也是由温度决定的，温度越高就会占时越少(这不矛盾，载流子的总占时分散到其它离域能级和其它连续占时)。长久的和暂时的两种载流子占时比恰好随温度上升而线性增加。

以上就是为什么许多高温超导材料工作在转变温度之上的“正常态”时，与一般导体表现得电阻率-温度关系相差一份线性关系。

那么，为什么一般导体的电阻率随温度上升平方增加呢？那是因为几乎百分之百的占时除以具体一个载流子的连续占时所得比值随温度上升而线性增加。又因为有过载流子和非载流子交换的离域能级数也是随温度上升而线性增加。所以两项综合成为电阻率随温度上升而平方增加。

许多高温超导材料工作在转变温度之上的“正常态”时，电阻率随绝对温度上升而线性增加。是因为温度只能控制载流子和非载流子的交换率成为线性关系。

最终，归结到我们反复陈述的语句。正在载流的电子变为非载流子时才会交出电源赋予的能量成为导体的热能。提示注意：这与声子散射致电阻的形象非常不同。