1。熱エネルギーの克服：
より高い温度では、熱エネルギー（原子と電子のランダム運動に関連するエネルギー）は、クーパーペアの形成と維持を破壊する傾向があります。これらのクーパーペアは、魅力的な相互作用のために形成される電子のペアであり、超伝導体の電流の損失のない輸送の原因です。熱エネルギーは、これらのクーパーペアを分解し、超伝導を妨げる可能性があります。温度が低下するにつれて、熱の攪拌が低下し、クーパーペアが拘束されたままで、超伝導が発生しやすくなります。
2。電子とフォノンの相互作用：
従来の超伝導体では、電子と格子振動（フォノン）の相互作用は、クーパーペアの形成において重要な役割を果たします。これらの電子ホノン相互作用は、電子間に魅力的な力を生成し、相互クーロン反発と形成ペアを克服できるようにします。ただし、これらの相互作用の有効性は温度依存性です。より高い温度では、格子振動はより強く、電子の散乱の増加と電子とフォノン間の相互作用の減少につながります。電子とフォノンの結合のこの弱体化により、超伝導を達成するのがより困難になります。
3。 BCS理論とエネルギーギャップ：
従来の超伝導性の顕微鏡的説明を提供するBCS（Bardeen-Cooper-Schrieffer）理論は、超伝導状態がフェルミエネルギーの下のエネルギーギャップ（δ）によって特徴付けられると予測しています。このエネルギーギャップは、クーパーペアを分解し、システムを超伝導基底から励起するために必要な最小エネルギーの量を表しています。より高い温度では、熱変動はこのエネルギーギャップを克服するのに十分なエネルギーを提供し、超伝導性の破壊につながる可能性があります。温度が低下するにつれて、熱変動はエネルギーが低下し、クーパーペアを分解することがより困難になり、したがって、超伝導状態の安定性が向上します。
4。臨界温度（TC）：
各超伝導体には特徴的な臨界温度（TC）があり、それを超えて超伝導特性を失い、通常の非伝導状態に遷移します。 TCは、超伝導が持続できる最大温度を表します。 TCの値は、少数のケルビン（k）から高温まで、異なる超伝導体の間で大きく異なります。臨界温度が高いほど、超伝導体は熱破壊により耐性が高く、比較的高い温度で超伝導を示すことができます。
これらの要因は、スーパーコンダクターが通常、特徴的な特性を示すために低温を必要とする理由をまとめて説明しています。より高い温度で超伝導を達成することは、研究の活発な分野であり、さまざまな技術的アプリケーションの重大な可能性を秘めています。
