Zahlenwert der Driftgeschwindigkeit von Elektronen in Supraleitern

Kennt jemand den Zahlenwert der Elektronendriftgeschwindigkeit in Supraleitern? Wie hängt dieser Wert vom verwendeten Supraleitermaterial ab? Was ist mit dem Strom? Da der elektrische Widerstand gegen Null geht, wie viele Elektronen können eine Fläche (eine Schicht) passieren, die zB von 100*100 Atomen besetzt ist?

Dieser Wert könnte von der elektrischen Feldstärke abhängen, nicht wahr? Und was bedeutet „elektrischer Widerstand geht gegen Null“? Auch für Ihre Aufzeichnungen können nicht nur Wähler abdriften. Es gibt andere Dinge in Halbleitern (und sogar so seltene Metalle wie Beryllium), die das können.
@incnis mrsi: Ich frage eher, ob es im Allgemeinen einen Unterschied in der Elektronengeschwindigkeit zwischen der Driftgeschwindigkeit in einem Metalldraht und einem Supraleiter gibt.
Unter welchen Bedingungen würden Sie sie vergleichen? Bei gleicher Stromdichte ist die Drift in einem Halbleiter viel schneller, da es weniger Ladungsträger als in einem Metall gibt. Bei gleicher elektrischer Feldstärke kann die Situation jedoch umgekehrt sein.
Die Antwort war immer vorhanden. physical.stackexchange.com/questions/36053/…

Antworten (1)

Aus:

Abschnitt "Kollektive Elektrodynamik" von Carver Mead Magnetische Wechselwirkung konstanter Ströme 1.11 Strom in einem Draht

Apropos supraleitende Ströme in einem Draht:

  • Endlich können wir die Stromverteilung innerhalb eines supraleitenden Drahtes selbst visualisieren. Da die Hauttiefe so gering ist, erscheint die Oberfläche des Drahts in diesem Maßstab flach, und wir können die Lösung für eine flache Oberfläche verwenden. Der Strom wird an der Oberfläche des Drahtes maximal sein und wird exponentiell mit der Entfernung in das Innere des Drahtes abklingen. Wir können die beteiligten Beziehungen anhand eines einfachen Beispiels verstehen: Eine Schleife mit 10 cm Durchmesser aus einem Draht mit 0,1 mm Durchmesser hat eine Induktivität von 4.4 ∗ 10 − 7 Henry (S. 193 in Lit. 40). Ein Dauerstrom von 1 Ampere in dieser Schleife erzeugt einen Fluss von 4.4 ∗ 10 − 7 Voltsekunde, das ist 2.1 ∗ 10 8 Flussquanten. Die Elektronenwellenfunktion hat somit eine Gesamtphasenakkumulation von 2.1 ∗ 10 8 Zyklen entlang der Länge des Drahtes, entsprechend einem Wellenvektor k = 4.25 ∗ 10 9 M − 1 . Aufgrund der zyklischen Einschränkung der Wellenfunktion wird diese Phasenakkumulation von allen Elektronen im Draht geteilt, unabhängig davon, ob sie Strom führen oder nicht.

    In dem Bereich, in dem Strom fließt, trägt die bewegte Masse der Elektronen zur gesamten Phasenakkumulation bei. Der 1-Ampere-Strom ergibt sich aus einer Stromdichte von 6.4 ∗ 10 10 Ampere pro Quadratmeter fließt in einem dünnen „ S k ich N ” ≈ λ dick, nur innerhalb der Oberfläche. Diese Stromdichte ergibt sich aus der 10 28 Elektronen pro Kubikmeter, die sich mit einer Geschwindigkeit von bewegen v ≈ 20 Meter pro Sekunde. Die Masse der sich mit dieser Geschwindigkeit bewegenden Elektronen trägt dazu bei M v / ℏ = 1.7 ∗ 10 5 M − 1 zum Gesamtwellenvektor der Wellenfunktion, der kleiner als ein Teil in ist 10 4 von dem, das durch das Vektorpotential beigetragen wird. Dieser kleine Unterschied besteht in etwa 1 Teil in 10 6 der Querschnittsfläche, ist genug zu bringen k Und A im Inneren des Drahtes ins Gleichgewicht bringen.

Das (S. 193 in Lit. 40) stammt aus Fields and Waves in Communication Electronics von Simon Ramo, John R. Whinnery, Theodore Van Duzer

Die Geschwindigkeit beträgt in diesem Beispiel etwa 20 Meter pro Sekunde. Die Geschwindigkeit ist unabhängig vom Material, solange es supraleitend ist.

Zahlenwert der Driftgeschwindigkeit von Elektronen in Supraleitern
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