Θερμοκρασίες μετάβασης
Η συντριπτική πλειονότητα των γνωστών υπεραγωγών έχουν θερμοκρασίες μετάβασης που κυμαίνονται μεταξύ 1 K και 10 K. Από τα χημικά στοιχεία, το βολφράμιο έχει τη χαμηλότερη θερμοκρασία μετάβασης, 0,015 K και το νιόβιο την υψηλότερη, 9,2 K. Η θερμοκρασία μετάβασης είναι συνήθως πολύ ευαίσθητη σε την παρουσία μαγνητικών ακαθαρσιών. Λίγα μέρη ανά εκατομμύριο μαγγάνιο σε ψευδάργυρο, για παράδειγμα, μειώνει σημαντικά τη θερμοκρασία μετάβασης.
Ειδική θερμότητα και θερμική αγωγιμότητα
Οι θερμικές ιδιότητες ενός υπεραγωγού μπορούν να συγκριθούν με εκείνες του ίδιου υλικού στην ίδια θερμοκρασία στην κανονική κατάσταση. (Το υλικό μπορεί να ωθηθεί στην κανονική κατάσταση σε χαμηλή θερμοκρασία από ένα αρκετά μεγάλο μαγνητικό πεδίο.)
Όταν μια μικρή ποσότητα θερμότητας τοποθετείται σε ένα σύστημα, μέρος της ενέργειας χρησιμοποιείται για την αύξηση των δονήσεων του πλέγματος (ποσότητα που είναι η ίδια για ένα σύστημα στην κανονική και στην υπεραγωγική κατάσταση) και το υπόλοιπο χρησιμοποιείται για αύξηση η ενέργεια των ηλεκτρονίων αγωγής. Η ηλεκτρονική ειδική θερμότητα (C e) των ηλεκτρονίων ορίζεται ως η αναλογία αυτού του τμήματος της θερμότητας που χρησιμοποιείται από τα ηλεκτρόνια προς την αύξηση της θερμοκρασίας του συστήματος. Η ειδική θερμότητα των ηλεκτρονίων σε υπεραγωγό ποικίλλει ανάλογα με την απόλυτη θερμοκρασία (Τ) στην κανονική και στην υπεραγωγική κατάσταση (όπως φαίνεται στο Σχήμα 1). Η ηλεκτρονική θερμότητα ειδικό στην πολιτεία υπεραγώγιμο (οριζόμενο C es) είναι μικρότερη απ 'ότι στην κανονική κατάσταση (οριζόμενο C en) σε αρκετά χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά C es γίνεται μεγαλύτερο από C en όπως η θερμοκρασία μετάπτωσης Τ c προσεγγίζεται, στο οποίο σημείο πέφτει απότομα στο C en για τους κλασικούς υπεραγωγούς, αν και η καμπύλη έχει σχήμα ακμής κοντά στο T c για τους υπεραγωγούς υψηλού T c. Ακριβείς μετρήσεις έχουν δείξει ότι, σε θερμοκρασίες πολύ κάτω από τη θερμοκρασία μετάβασης, ο λογάριθμος της ηλεκτρονικής ειδικής θερμότητας είναι αντιστρόφως ανάλογος με τη θερμοκρασία. Αυτή η εξάρτηση από τη θερμοκρασία, μαζί με τις αρχές της στατιστικής μηχανικής, υποδηλώνει έντονα ότι υπάρχει ένα κενό στην κατανομή των επιπέδων ενέργειας που διατίθενται στα ηλεκτρόνια ενός υπεραγωγού, έτσι ώστε να απαιτείται μια ελάχιστη ενέργεια για την διέγερση κάθε ηλεκτρονίου από μια κατάσταση παρακάτω το χάσμα σε μια κατάσταση πάνω από το χάσμα. Μερικοί από τους υπεραγωγούς υψηλού T c παρέχουν μια επιπλέον συμβολή στη συγκεκριμένη θερμότητα, η οποία είναι ανάλογη με τη θερμοκρασία. Αυτή η συμπεριφορά δείχνει ότι υπάρχουν ηλεκτρονικές καταστάσεις που βρίσκονται σε χαμηλή ενέργεια. επιπρόσθετες ενδείξεις τέτοιων καταστάσεων λαμβάνονται από οπτικές ιδιότητες και μετρήσεις σήραγγας.
Η ροή θερμότητας ανά μονάδα επιφάνειας ενός δείγματος ισούται με το προϊόν της θερμικής αγωγιμότητας (K) και της κλίσης θερμοκρασίας △ T: J Q = -K △ T, το σύμβολο μείον που δείχνει ότι η θερμότητα ρέει πάντα από μια θερμότερη προς μια πιο κρύα περιοχή μια ουσία.
Η θερμική αγωγιμότητα στην κανονική κατάσταση (K n) προσεγγίζει τη θερμική αγωγιμότητα στην υπεραγώγιμη κατάσταση (Κ ες) καθώς η θερμοκρασία (Τ) προσεγγίζει την θερμοκρασία μετάπτωσης (Τ γ) για όλα τα υλικά, αν είναι καθαρή ή μη καθαρή. Αυτό υποδηλώνει ότι το ενεργειακό κενό (Δ) για κάθε ηλεκτρόνιο πλησιάζει το μηδέν καθώς η θερμοκρασία (Τ) πλησιάζει τη θερμοκρασία μετάβασης (Τ c). Αυτό θα ήταν επίσης εξηγεί το γεγονός ότι η ηλεκτρονική θερμότητα ειδικό στην υπεραγώγιμη κατάσταση (C es) είναι υψηλότερη απ 'ότι στην κανονική κατάσταση (C en) πλησίον της θερμοκρασίας μεταπτώσεως: καθώς η θερμοκρασία ανυψώνεται προς την θερμοκρασία μετάπτωσης (Τ γ), το ενεργειακό χάσμα στην υπεραγωγική κατάσταση μειώνεται, ο αριθμός των θερμικά διεγερμένων ηλεκτρονίων αυξάνεται και αυτό απαιτεί την απορρόφηση της θερμότητας.
