초전도현상의 원인을 규명한 B. C. S이론은 어떤 것인가?

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초전도현상의 원인을 규명한 B. C. S이론은 어떤 것인가?

 

▶답 : Bardeen, Cooper, Schrieffer 세 사람이 발표한 이론으로 세 사람의 이니셜을 따서 "B.C.S이론"이라 했으며 이 이론의 핵심은 두 개의 전자가 쌍(Cooper pair)을 이룬다는 것입니다.

 

초전도 상태에서 전기저항이 0이 되는 것은 전자쌍이 어느 정도의 평균 속도로 나아가고 있을 때 한 개의 전자가 저항을 받아도 쌍으로는 전기저항을 받지 않는다는 것이며 결국 평균속도는 떨어지지 않습니다. 상식적으로 생각하면 전자끼리는 반발하는 일은 있어도 서로 끌어 당겨 쌍을 이룰 수 없는 것처럼 보입니다. 어떤 전자가 격자 사이를 통과할 때 그것을 따라서 주위의 이온핵이 모여듭니다. 이 이온핵에 이번에는 다른 전자가 끌려옵니다. 그러나 들러붙지는 않고 전자는 이온핵의 틈 사이를 미끄러지듯 빠져나가 버립니다. 끌려온 전자를 놓쳐버린 이온핵은 , 다시 접근하여 오는 다른 전자를 끌어들입니다. 전자끼리 끌어당기게 하는 힘이 발생하는 것입니다. 결국 쌍전자는 전자와 전자 사이에 있는 이온핵의 구름을 매개로 하여 (+)가 끌어 모은 것입니다. 이런 방식으로 전자의 흐름을 설명한 것이 B. C. S 이론입니다.

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