Overgangstemperaturer
Langt de fleste af de kendte superledere har overgangstemperaturer, der ligger mellem 1 K og 10 K. Af de kemiske elementer har wolfram den laveste overgangstemperatur, 0,015 K, og niob den højeste, 9,2 K. Overgangstemperaturen er normalt meget følsom over for tilstedeværelsen af magnetiske urenheder. Et par dele pr. Million mangan i zink sænker for eksempel overgangstemperaturen markant.
Specifik varme- og termisk ledningsevne
De termiske egenskaber for en superleder kan sammenlignes med dem af det samme materiale ved den samme temperatur i normal tilstand. (Materialet kan tvinges til normal tilstand ved lav temperatur med et stort nok magnetfelt.)
Når en lille mængde varme sættes i et system, bruges en del af energien til at øge gittervibrationerne (en mængde, der er den samme for et system i normal og i superledende tilstand), og resten bruges til at øge ledningen elektronernes energi. Den elektroniske specifikke varme (C e) af elektronerne er defineret som forholdet mellem den del af varmen anvendes af elektronerne til temperaturstigningen af systemet. Elektronernes specifikke varme i en superleder varierer med den absolutte temperatur (T) i normal og i superledende tilstand (som vist i figur 1). Den elektroniske specifikke varme i den superledende tilstand (betegnet C es) er mindre end i den normale tilstand (betegnet C da) ved tilstrækkeligt lave temperaturer, men C es bliver større end C Or som overgangstemperaturen T c er kontaktet, på hvilket tidspunkt det falder pludselig til C en for de klassiske superledere, selvom kurven har en cuspform nær Tc for high- Tc superledere. Præcise målinger har indikeret, at logaritmen for den elektroniske specifikke varme er omvendt proportional med temperaturen ved temperaturer, der er betydeligt under overgangstemperaturen. Denne temperaturafhængighed sammen med principperne i statistisk mekanik antyder kraftigt, at der er et hul i fordelingen af energiniveauer, der er tilgængelige for elektronerne i en superleder, så der kræves en minimumsenergi til excitation af hver elektron fra en tilstand nedenfor kløften til en tilstand over kløften. Nogle af high- Tc superledere yder et ekstra bidrag til den specifikke varme, der er proportional med temperaturen. Denne opførsel indikerer, at der er elektroniske tilstande, der ligger ved lav energi; yderligere bevis for sådanne tilstande opnås fra optiske egenskaber og tunnelmålinger.
Varmestrømmen pr. Enhed af en prøve er lig med produktet af den termiske ledningsevne (K) og temperaturgradienten △ T: J Q = -K △ T, minustegnet, der indikerer, at varmen altid flyder fra en varmere til et koldere område af et stof.
Varmeledningsevnen i den normale tilstand (K n) nærmer varmeledningsevnen i den superledende tilstand (K s) som temperaturen (T) nærmer overgangstemperaturen (T c) for alle materialer, uanset om de er rene eller urene. Dette antyder, at energigabet (Δ) for hver elektron nærmer sig nul, når temperaturen (T) nærmer sig overgangstemperaturen (Tc). Dette ville også højde for, at den elektroniske specifikke varme i den superledende tilstand (C es) er højere end i den normale tilstand (C da) nær overgangstemperaturen: som temperaturen hæves mod overgangstemperaturen (T c), energigabet i superledende tilstand mindskes, antallet af termisk ophidsede elektroner øges, og dette kræver absorption af varme.
