
【电】 residual resistance
end; relict; remainder; remains; survivals; vestige
【医】 R.; remnant; residue; residuum
resistance
【计】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【医】 resistance
在电子工程与凝聚态物理学中,残余电阻(Residual Resistance)指金属材料在接近绝对零度(0 K)时仍存在的极小电阻值。该现象源于材料晶格中的杂质原子、位错等缺陷对电子的散射作用,即使温度趋近绝对零度导致晶格振动(声子散射)消失,这类缺陷仍会阻碍电子定向运动。
根据牛津大学出版社《凝聚态物理手册》,残余电阻率计算公式为: $$ rho_0 = frac{m}{netau} $$ 其中$rho_0$是剩余电阻率,$m$为电子质量,$n$为载流子浓度,$e$为电荷量,$tau$为电子弛豫时间。该公式表明材料纯度越高($tau$值越大),残余电阻越低。
美国国家标准与技术研究院(NIST)在超导材料研究中指出,残余电阻比(RRR=ρ(300K)/ρ(4.2K))是评估金属纯度的关键指标,高纯度铜的RRR值可达100-1000。这种现象为量子计算机超导电路设计提供了材料选择依据。
残余电阻(又称剩余电阻)是指导体在接近绝对零度或超导态时仍存在的微小电阻值,通常用于表征材料的纯净度和结构完整性。以下是综合解释:
基本定义
残余电阻是材料本身的性质,反映其内部晶格缺陷、杂质等因素导致的电流阻碍。在超导材料中,即使进入超导态,仍可能存在未被完全消除的电阻,此时残余电阻越小,材料性能越优。
物理意义
应用领域
主要用于低温物理和超导技术,例如量子计算设备中的超导电路需极低残余电阻以维持稳定性。公式上,电阻率可表示为:
$$
rho(T) = rho0 + rho{text{ph}}(T)
$$
其中$rho0$为残余电阻率(与温度无关),$rho{text{ph}}(T)$为声子散射导致的温度相关项。
参考来源:、2、3中的材料科学及超导研究相关内容。
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