Andreev-refleksjon, oppkalt etter den sovjetiske fysikeren Alexander Andreev, er et kvantemekanisk fenomen som inntreffer ved grenseskiktet mellom to materialer hvor minst et av materialene er superledende.

Andreev-refleksjon er et sentralt konsept i beskrivelsen av elektriske strømmer i superledende strukturer og ble først teoretisk predikert på midten av 1960-tallet. Siden Andreev-refleksjon er avhengig av elektronspinnet, kan fenomenet benyttes praktisk til å bestemme den magnetiske polariseringen til magnetiske materialer.

Illustrasjon av Andreev-refleksjon mellom et normalt metall (N) og en superleder (S). Et innkommende elektron fra det normale metallet (rød kule med pil opp) tar med seg et annet elektron som eksisterer i nærheten av grenseskiktet og danner et Cooper-par i superlederen (røde kuler til høyre i figuren). Denne prosessen etterlater et hull som beveger seg bort fra grenseskiktet i det normale metallet (grønn kule med pil ned). Pilene på kulene viser hvilket elektronspinn de ulike elektronene har.

Andreev-refleksjon mellom et normalt metall og en superleder. av Ilmari Karonen. Public Domain

I superledende materialer eksisterer det et forbudt energiområde, kalt et gap Δ, i båndstrukturen. Det betyr at et elektron med energi E som sendes inn mot en superleder ikke klarer å penetrere det superledende materialet dersom energien til elektronet er mindre enn gapet (E < Δ). Ved Andreev-refleksjon tar det innkommende elektronet (rød kule i figuren) med seg et ekstra elektron som befinner seg i nærheten av grenseskiktet mellom materialene og danner et Cooper-par (de to røde kulene på høyre side i figuren).

Cooper-paret kan i sin tur penetrere det superledende materialet og dermed gi opphav til en elektrisk strøm. Til gjengjeld etterlates det et elektronhull (grønn stiplet kule på venstre side i figuren) på den normale (dvs. ikke-superledende) siden av grenseskiktet, se figur til høyre. I en Andreev-refleksjons prosess har de to involverte elektronene typisk motsatt spinn. For en mer detaljert teknisk beskrivelse, se ekstern lenke nedenfor.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.