Temperature prehoda
Velika večina znanih superprevodnikov ima prehodne temperature, ki znašajo med 1 K in 10 K. Od kemičnih elementov ima volfram najnižjo prehodno temperaturo, 0,015 K, najvišji pa niobij, 9,2 K. Temperatura prehoda je običajno zelo občutljiva na prisotnost magnetnih nečistoč Na primer, nekaj delov na milijon mangana v cinku znatno zniža prehodno temperaturo.
Specifična toplotna in toplotna prevodnost
Toplotne lastnosti superprevodnika lahko primerjamo z lastnostmi istega materiala pri isti temperaturi v normalnem stanju. (Material lahko v nizko temperaturo prisili v normalno stanje z dovolj velikim magnetnim poljem.)
Ko se v sistem vloži majhna količina toplote, se nekaj energije porabi za povečanje vibracij rešetke (količina, ki je enaka za sistem v normalnem in v superprevodnem stanju), preostanek pa porabimo za povečanje energijo prevodnih elektronov. Elektronska specifična toplota (C e) elektronov je opredeljena kot razmerje tistega dela toplote, ki ga elektroni porabijo, do porasta temperature sistema. Specifična toplota elektronov v superprevodniku se spreminja glede na absolutno temperaturo (T) v normalnem in v superprevodnem stanju (kot je prikazano na sliki 1). Elektronska specifična toplota v superprevodnem stanju (označeni C es) je pri dovolj nizkih temperaturah manjša kot v običajnem stanju (označena C en), vendar C es postane večja od C en, ko se približuje prehodni temperaturi T c, na kateri točki pade nenadno C EN za klasičen superprevodnikov, čeprav ima krivulja obliko pragu bližini T C za visoki T c superprevodnikov. Natančne meritve so pokazale, da je logaritem elektronske specifične toplote pri temperaturah, ki so znatno pod prehodno temperaturo, sorazmerno s temperaturo. Ta temperaturna odvisnost, skupaj z načeli statistične mehanike, močno nakazuje, da obstaja razpok v porazdelitvi ravni energije, ki je na voljo elektronom v superprevodniku, tako da je za vzbujanje vsakega elektrona iz stanja spodaj potrebna minimalna energija. vrzel do stanja nad vrzeljo. Nekatere visoke T c superprevodnikov zagotavljajo dodatno prispeva k specifična toplota, ki je sorazmerna s temperaturo. To vedenje kaže, da obstajajo elektronska stanja, ki ležijo na nizki energiji; dodatni dokazi o takih stanjih dobimo z optičnimi lastnostmi in meritvami predorov.
Toplotni tok na enoto vzorca je enak produktu toplotne prevodnosti (K) in temperaturnemu gradientu △ T: J Q = -K △ T, minus znak, ki kaže, da toplota vedno teče iz toplejšega v hladnejše območje snov.
Toplotna prevodnost v normalnem stanju (K n) se približa toplotni prevodnosti v superprevodnem stanju (K s), ko se temperatura (T) približa prehodni temperaturi (T c) za vse materiale, ne glede na to, ali so čisti ali nečisti. To kaže, da se energijska vrzel (Δ) za vsak elektron približa ničli, ko se temperatura (T) približa prehodni temperaturi (T c). To bi pomenilo tudi dejstvo, da je elektronska specifična toplota v superprevodnem stanju (C es) višja kot v normalnem stanju (C en) blizu temperature prehoda: ko se temperatura dvigne proti prehodni temperaturi (T c), energijska vrzel v superprevodnem stanju se zmanjša, poveča se število toplotno vzbujenih elektronov in to zahteva absorpcijo toplote.
