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 artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.