BCS 이론

이 BCS이론에는 각기 다른 두 가지의 중요한 요소가 있다. 그 하나는 초전도의 출현에는 전자(Cooper)대의 형성이 필요한 것, 이 둘은 그 대형성에 필요한 인력의 원인이 전자격자 상호작용에 있는 것이다. 이 초전도 현상의 기본에 바탕을 둔 전자대란 두개의 전자가 속박상태를 만들고 있는 것이지만 진공중에 있는 두개의 전자인 경우와는 매우 다르다. 금속중에서는 평균거리가 대개 ～ cm로 전자가 가득차 있어 서로 상호작용을 하면서 움직이기 때문에 두개의 전자속박을 하는 쪽이 다른 전자의 영향을 강하게 받는다. 특히 전자는 페르미통계에 따라 동일상태에서는 두개이상의 전자가 병입될 수 없음으로 절대영도에서는 전자가 충만한 상태와 빈상태를 분리하는 페르미 에너지가 반드시 존재하나 이 사실이 대형성의 본질적인 역할을 한다. 이와같이 하여 형성된 전자대는 2개의 페르미 입자로 형성되어 있으나 대로서는 보즈통계 에 따른 하나의 상태에 거시적인 수의 전자대가 응축한다. 이것이 거시적인 양자현상인 초전도 출현의 기본이다. 그래서 항상 2개의 전자가 단위로 되어 초전도상태를 유지하고 있다. 이 사실은 자속의 양자화단위가 전자의 전하 가 아니라 2 로 정해진 것이 확실히 나타내고 있다. 이와같이 기본적인 전자대가 형성되기 위해서는 전자간에 인력이 작용하지 않으면 안된다. 그 인력의 원인으로서 앞에서 말한 바와 같이 BCS 이론은 전자격자 상호작용을 생각했다. 고체중의 전자에는 물론 쿠퍼상호작용에 의한 척력이 작용하지만 그 척력보다도 전자, 격자 상호작용에 기인한 인력이 우세한 경우에 초전도가 출현한다.