Overgangstemperaturer
De aller fleste kjente superledere har overgangstemperaturer som ligger mellom 1 K og 10 K. Av de kjemiske elementene har wolfram den laveste overgangstemperaturen, 0,015 K, og niob den høyeste, 9,2 K. Overgangstemperaturen er vanligvis veldig følsom for tilstedeværelsen av magnetiske urenheter. Noen få deler per million mangan i sink, for eksempel, senker overgangstemperaturen betraktelig.
Spesifikk varme og termisk ledningsevne
De termiske egenskapene til en superleder kan sammenlignes med de av samme materiale ved samme temperatur i normal tilstand. (Materialet kan tvinges til normal tilstand ved lav temperatur av et stort nok magnetfelt.)
Når en liten mengde varme settes inn i et system, brukes noe av energien til å øke gittervibrasjonene (en mengde som er den samme for et system i normal og i superledende tilstand), og resten brukes til å øke ledningen elektronenees energi. Den elektroniske spesifikke varmen (C e) til elektronene er definert som forholdet mellom den delen av varmen som brukes av elektronene og temperaturen i systemet. Den spesifikke varmen til elektronene i en superleder varierer med den absolutte temperaturen (T) i normal og i superledende tilstand (som vist i figur 1). Den elektroniske spesifikke varme i den superledende tilstand (betegnet C r) er mindre enn i den normale tilstand (betegnet C no) ved lave nok temperaturer, men C- es, blir større enn C, en som overgangstemperaturen T c blir nådd, på hvilket tidspunkt den faller brått til C en for de klassiske superlederne, selv om kurven har en cusp-form nær Tc for high-T c superledere. Presise målinger har indikert at ved temperaturer betydelig under overgangstemperaturen er logaritmen til den elektroniske spesifikke varmen omvendt proporsjonal med temperaturen. Denne temperaturavhengigheten, sammen med prinsippene for statistisk mekanikk, antyder sterkt at det er et gap i fordelingen av energinivåene som er tilgjengelige for elektronene i en superleder, slik at det kreves en minimumsenergi for eksitering av hvert elektron fra en tilstand nedenfor gapet til en tilstand over gapet. Noen av high- Tc superledere gir et ekstra bidrag til den spesifikke varmen, som er proporsjonal med temperaturen. Denne oppførselen indikerer at det er elektroniske tilstander som ligger ved lav energi; ytterligere bevis for slike tilstander er hentet fra optiske egenskaper og tunnelmålinger.
Varmestrømmen per arealenhet av en prøve tilsvarer produktet av varmeledningsevnen (K) og temperaturgradienten △ T: J Q = -K △ T, minustegnet som indikerer at varmen alltid strømmer fra et varmere til et kaldere område av et stoff.
Den termiske ledningsevnen i normal tilstand (K n) nærmer seg den termiske ledningsevne i den superledende tilstand (K r) som den temperatur (T) nærmer seg overgangstemperatur (T c) for alle materialer, enten de er rene eller urene. Dette antyder at energigapet (Δ) for hvert elektron nærmer seg null når temperaturen (T) nærmer seg overgangstemperaturen (Tc). Dette vil også forklare det faktum at den elektroniske spesifikke varme i den superledende tilstand (C- r) er høyere enn i den normale tilstand (C no) i nærheten av overgangstemperatur: som temperaturen heves overfor overgangstemperaturen (T c), energigapet i superledende tilstand reduseres, antall termisk eksiterte elektroner øker, og dette krever absorpsjon av varme.
