отражение андреевское

ОТРАЖЕНИЕ АНДРЕЕВСКОЕ - отражение носителей заряда (электронов и дырок) в металле, находящемся в нормальном состоянии (N), от границы со сверхпроводником (S); при этом происходит изменение знаков массы и заряда носителей: превращение электрона в дырку или дырки в электрон. Ввиду сохранения энергииносителей и практически точного сохранения импульса р при О. а. происходит изменение направления вектора скорости v на противоположное. Вместо классич. закона зеркального отражения "угол падения равен углу отражения" при О. а. отражённый носитель заряда движется точно назад (А. Ф. Андреев, 1964) [1, 2].
О. а. обусловлено наличием щели в энергетич. спектре электронов сверхпроводника (см. Сверхпроводимость ).При носители заряда не могут проникнуть в сверхпроводник. В то же время они обладают импульсом рт. к. в металле рр_F, где p_F - ферми-импцлъс. При отражении от N - S-границы тангенциальная компонента импульса сохраняется точно, а перпендикулярная компонентаможет измениться лишь на величину Если угол падения далёк от 90°, то Поэтому обычное зеркальное отражение, при к-ромневозможно. Малые изменения импульса соответствуют переходу с электронной ветви энергетич. спектра нормального металла на дырочную. При О. а. электрон (р > p_F)подхватывает другой с антипараллельным импульсом, меньшим p_F, и образует куперовскую пару (см. Купера эффект ),распространяющуюся без потерь вдоль поверхности сверхпроводника [3]. В нормальном металле остаётся дырка с импульсом, противоположным импульсу подхваченного электрона, что соответствует изменению знака v при О. а. При касательном падении вероятность обычного зеркального отражения заметно возрастает.
При вероятность О. а. уменьшается, если О. а. не происходит.
Граница раздела N - S может быть создана внутри однородного металла, находящегося при низкой темп-ре Т < Т_с (Т_с - критическая темп-pa сверхпро-водящего перехода), с помощью неоднородного магн. поля Н. В той области, где Н > Н_с (Н_с - критическое магнитное поле сверхпроводника), металл находится в нормальном состоянии. Из выражения для циклотронной частоты = еН/тc следует, что при одноврем. изменении знаков заряда е и массы т направление вращения носителей в магн. поле не меняется. Поэтому центры кривизны траекторий электрона и дырки в точке отражения лежат по разные стороны от общей касательной (рис.).

Андреевское отражение электрона от границы сверхпроводник (S) - нормальный металл (N).

В промежуточном состоянии сверхпроводников первого рода объём металла разбивается на чередующиеся области N- и S-фаз. При одноврем. изменении знака заряда и вектора v носителей заряда при О. а. наличие большого кол-ва таких границ не вносит дополнит. электрич. сопротивления. В то же время тепловое сопротивление чистых металлов в промежуточном состоянии сильно возрастает. Это послужило первым указанием на необычный характер отражения [4]. В дальнейшем О. а. наблюдалось экспериментально при радиочастотном размерном эффекте [5]и с помощью метода поперечной фокусировки электронов [6]. Явления, аналогичные О. а., наблюдаются также в жидком изотопе гелия - ³Не в сверхтекучем состоянии.

Лит.: 1) Андреев А. Ф., Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников, "ЖЭТФ", 1964, т. 46, с. 1823; 2) его же, Электродинамика промежуточного состояния сверхпроводников, "ЖЭТФ", 1966, т. 51, с. 1510; 3) Абрикосов А. А., Основы теории металлов, М., 1987; 4) 3аварицкий Н. В., Теплопроводность сверхпроводников в промежуточном состоянии, "ЖЭТФ", 1960, т. 38, с. 1673; 5) Крылов И. П., Шарвин Ю. В., Радиочастотный размерный эффект в слое нормального металла, граничащем со сверхпроводящей фазой, "ЖЭТФ", 1973, т. 64, с. 946; 6) Цой В. Г.., Цой Н. П., Яковлев С. Е., Поперечная электронная фокусировка как метод исследования Андреевского отражения, "ЖЭТФ", 1989, т. 95, с. 921.

И. П. Крылов.