Надпровідник

Матеріал з testwiki
Версія від 23:03, 17 січня 2023, створена imported>Віталій Миколайович (growthexperiments-addlink-summary-summary:2|0|0)
(різн.) ← Попередня версія | Поточна версія (різн.) | Новіша версія → (різн.)
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Надпровідник — матеріал, електричний опір якого після охолоджування нижче певної критичної температури Шаблон:Math (температура, нижче якої матеріал стає надпровідником) стає рівний нулю (тобто спостерігається надпровідність). У цьому разі кажуть, що матеріал набуває «надпровідні властивості» або переходить до «надпровідного стану». Натепер (2000-і), проводяться дослідження (для прикладу Гідравлічний прес) в галузі надпровідності задля підвищення зазначеної температури Шаблон:Math до рівня кімнатної температури.

Історія

1911 року, голландський фізик Камерлінг-Оннес виявив, що під час охолодження ртуті в рідкому гелії її опір спочатку поступово змінюється, а потім за температури Шаблон:Nobr майже стрибком зменшувався до нуля.

Надпровідник найменшого розміру був створений 2010 року на основі органічного надпровідника (BETS)2 GaCl4[1][2], де позначення «BETS» означає БісЕтилендітіоТетраСеленафульвален. Створений надпровідник складається всього з чотирьох пар молекул цієї речовини при загальній довжині зразка порядку Шаблон:Nobr.

Властивості надпровідників

Залежно від властивостей надпровідники поділяють на три групи:

Фазовий перехід в надпровідний стан

Перехід речовини в надпровідний стан супроводжується зміною його теплових властивостей. Однак, ця зміна залежить від роду надпровідників. Так, для надпровідників Ι роду, за відсутності магнітного поля теплота переходу (поглинання або виділення) з надпровідного стану у звичайний дорівнює нулю, отже зазнає стрибка теплоємності, що притаманно для фазового переходу ΙΙ роду.

Ефект Мейснера

Навіть більш важливою властивістю надпровідників, ніж нульовий електричний опір, є так званий ефект Мейснера, що полягає у виштовхуванні надпровідником магнітного потоку rotB=0. Із цього дослідного спостереження робиться висновок про існування незгасних струмів всередині надпровідника, які створюють внутрішнє магнітне поле, протилежно спрямоване зовнішньому, прикладеному магнітному полю і врівноважує його.

Таблиця надпровідників

У наведеній нижче таблиці перераховані деякі надпровідники і притаманні для них величини критичної температури Шаблон:Math і граничного магнітного поля Шаблон:Math.

Назва матеріалу Критична температура
Tc, К
критичне
поле
Bc, Тл
рік опублікування
виявлення
надпровідності
Надпровідники I роду
Pb (свинець) 7,26[3] 0,08[4] 1913
Sn (олово) 3,69 0,031 1913
Ta (тантал) 4,38 0,083 1928
Al (алюміній) 1,18 0,01 1933
Zn (цинк) 0,88 0,0053
W (вольфрам) 0,01 0,0001
Надпровідники 1.5 роду
Ведуться пошуки з теоретичної моделі[5]
Надпровідники II роду
Nb (ніобій) 9,20 0,4 1930
V 3 Ga 14,5 > 35
Nb 3 Sn 18,0 > 25
(Nb 3 Al) 4 Ge 20,0
Nb 3 Ge 23
GeTe 0,17 0,013
SrTiO 3 0,2-0,4 > 60
MgB 2 (Диборид магнію) 39 ? 2001
H 2 S (сірководень) 203[6] 72 2015

Застосування

  • Квантовий комп'ютер використовує кубіти, засновані на надпровідниках.
  • Надпровідники також застосовують для створення потужного магнітного поля, наприклад ITER (Міжнародний Експериментальний Термоядерний Реактор) в якому надпровідники створюючи магнітне поле утримують високотемпературну плазму, не даючи їй доторкатися до стінок реактора.

Див. також

Література

Примітки

Шаблон:Reflist