Övergångstemperaturer
De allra flesta av de kända superledarna har övergångstemperaturer som ligger mellan 1 K och 10 K. Av de kemiska elementen har volfram den lägsta övergångstemperaturen, 0,015 K, och niob den högsta, 9,2 K. Övergångstemperaturen är vanligtvis mycket känslig för närvaron av magnetiska föroreningar. Några delar per miljon mangan i zink sänker till exempel övergångstemperaturen avsevärt.
Speciell värme- och värmeledningsförmåga
De termiska egenskaperna hos en superledare kan jämföras med de av samma material vid samma temperatur i normalt tillstånd. (Materialet kan tvingas till normalt tillstånd vid låg temperatur av ett tillräckligt stort magnetfält.)
När en liten mängd värme läggs in i ett system, används en del av energin för att öka gittervibrationerna (en mängd som är densamma för ett system i normalt och i superledande tillstånd), och resten används för att öka ledningen elektroner energi. Elektronernas specifika värme (C e) definieras som förhållandet mellan den del av värmen som används av elektronerna till systemökningen. Elektronernas specifika värme i en superledare varierar med den absoluta temperaturen (T) i det normala och i det superledande tillståndet (som visas i figur 1). Den elektroniska specifika värmen i det superledande tillståndet (betecknade Ces) är mindre än i normalt tillstånd (betecknat C en) vid tillräckligt låga temperaturer, men Ces blir större än C en när övergångstemperaturen Tc närmar sig, vid vilken punkt den faller abrupt till C en för de klassiska superledarna, även om kurvan har en cuspform nära Tc för de hög- Tc superledarna. Exakta mätningar har visat att vid temperaturer avsevärt under övergångstemperaturen är logaritmen för den elektroniska specifika värmen omvänt proportionell mot temperaturen. Detta temperaturberoende, tillsammans med principerna för statistisk mekanik, tyder starkt på att det finns ett gap i fördelningen av energinivåerna som finns tillgängliga för elektronerna i en superledare, så att en minsta energi krävs för att excitera varje elektron från ett tillstånd nedan gapet till ett tillstånd över gapet. Vissa av de höga Tc- superledarna ger ett extra bidrag till den specifika värmen, som är proportionell mot temperaturen. Detta beteende indikerar att det finns elektroniska tillstånd som ligger vid låg energi; ytterligare bevis på sådana tillstånd erhålls från optiska egenskaper och tunnelmätningar.
Värmeflödet per enhetsarea för ett prov är lika med produkten från värmeledningsförmågan (K) och temperaturgradienten △ T: J Q = -K △ T, minustecknet som indikerar att värme alltid flyter från ett varmare till ett kallare område av ett ämne.
Värmeledningsförmågan i det normala tillståndet (K n) närmar sig värmeledningsförmågan i det supraledande tillståndet (K s) när temperaturen (T) närmar sig övergångstemperaturen (T c) för alla material, oavsett om de är ren eller oren. Detta antyder att energigapet (Δ) för varje elektron närmar sig noll när temperaturen (T) närmar sig övergångstemperaturen (Tc). Detta skulle också förklara det faktum att den elektroniska specifika värmen i det supraledande tillståndet (C es) är högre än i det normala tillståndet (C sv) nära övergångstemperaturen: när temperaturen höjs i riktning mot övergångstemperaturen (T c), energiklyftan i det supraledande tillståndet minskar, antalet termiskt upphetsade elektroner ökar, och detta kräver absorption av värme.
