Sólyom Jenő

Az alacsony hőmérsékletek titkai

VII. Nem minden olyan anyag szupravezető, aminek nincs elektromos ellenállása

11. ábra

Bizonyos értelemben igen egyszerű jelenségről van szó. Fontos szerepet játszik benne az, hogy az elektronok ebben a félvezető eszközben lényegében csak két irányban tudnak mozogni, s ez lényegesen befolyásolja a kialakuló energiaszinteket. Szennyezett mintában a szintek betöltöttségétől függően kapjuk a Hall-ellenállás kvantált értékét.

A meglepetés még nagyobb volt, amikor olyan helyeken is megjelent kvantált Hall-ellenállás, ami nem egész számú kvantumoknak felelt meg. Ez már egyáltalán nem volt értelmezhető a szokásos módon. Lehet, hogy egy újfajta állapot alakul itt ki, egy kvantumos Hall-folyadékot kapunk.

Felvetődik a kérdés, vajon létezhet-e az elektronoknak rendezett, kristályos fázisa. Elméletileg tudjuk a választ, éppen Wigner Jenő munkáiból. Elvben létezhet a Wigner-kristály, de ehhez olyan kis sűrűségű elektrongáz kellene, amire fémekben nem találunk példát. Félvezető eszközökben viszont létre lehet hozni ilyen kis elektronsűrűséget. Ilyenkor megfigyelhető, hogy a kristályosodás miatt megszűnik az elektronok mozgékonysága, a rendszer szigetelővé válik.

Ettől a speciális helyzettől eltekintve a fémes elektronrendszer, a szupravezetőben is, mindig folyadéknak tekinthető.