Лекция по теме «Сверхпроводимость»
жүктеу/скачать 396,92 Kb.
|
Сверхпроводимость
- Бұл бет үшін навигация:
- Учебные вопросы
|
Лекция по теме «Сверхпроводимость» Вопросы лекции: 1. Где можно применять явление сверхпроводимости? 2. Какие могут быть тенденции в развитии этого явления? 3. Проблемы создания сверхпроводников комнатной температуры Учебные вопросы: 1) Основные признаки сверхпроводящего состояния. 2) Теория низкотемпературной сверхпроводимости. 3) Понятия ВТСП и комнатной сверхпроводимости. 4) Структура ВТСП. 5) Проблема создания теория высокотемпературной сверхпроводимости. Введение В 1911 году, в Голландии, в лаборатории низких температур Х. Камерлинг-Оннес открыл явление сверхпроводимости. Он замораживал в жидком гелии ртуть и пропускал через нее электрический ток. По мере снижения температуры, сопротивление ртути убывало. Как только температура опустилась до 4,12 К, ее сопротивление резко упало до нуля, оно совсем исчезло. Вот слова самого Камерлинг-Оннеса: «Таким образом, при 4,12 градусов выше абсолютного нуля, ртуть переходит в новое состояние, которое можно назвать «сверхпроводящим»». Так впервые было введено новое понятие – сверхпроводимость. В 1913 г. Шведская академия наук присудила Камерлинг-Оннесу Нобелевскую премию. За почти столетнюю историю исследования сверхпроводимости было открыто огромное число сверхпроводящих составов, которые можно классифицировать следующим образом [6]: 1. Органические сверхпроводники, открыты в 1979 г., имеют максимальную критическую температуру Tc= 11,5 К. 2. Соединения типа A-15, представляющие собой классические низкотемпературные сверхпроводники с Tc=23,2К, были открыты в 1954 г. 3. Магнитные сверхпроводники или фазы Чевреля, открыты в 1979 г., объединяют ферромагнитные и антиферромагнитные сверхпроводники, с Tc= 15 К высоким значением верхнего поля, достигающего Bc2 = 60 Тл. 4. Тяжелые фермионы с максимальной критической температурой Tc=18К демонстрируют сосуществование сверхпроводимости с ферромагнитизмом и антиферромагнитизмом. 5. Оксидные сверхпроводники без меди – предшественники высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) имеют Tc=31К, а монокристаллы оксида вольфрама, допированного натрием в 1999 г. продемонстрировали в поверхностном слое высокотемпературную сверхпроводимость с критической температурой 91 К. 6. Оксипниктиды – редкоземельные оксидные структуры без меди, открытые в 2008 году, быстро достигли сверхпроводящей температуры – второй после высокотемпературных сверхпроводников (Tc=55К); они также как и ВТСП имеют слоистую кристаллическую структуру и соответствующие проводящие плоскости FeAs. 7. Оксиды пирохлоров, представляющие группу минералов, содержащих титан, тантал и ниобий, с невысокой температурой перехода (Tc= 9,6 К). 8. Рутенокупраты – ближайшие структурные родственники ВТСП, в которых сверхпроводимость сосуществует с ферромагнетизмом, Tc= 50 К. 9. Высокотемпературные сверхпроводники – сверхпроводящие купраты, открытые в 1986 г., в которых сверхпроводимость осуществляется по плоскостям CuO2, имеют на сегодняшний день рекордную температуру сверхпроводящего перехода (Tc= 166 ± 1,5 K). 10. В редкоземельных борокарбидах достигнута Tc=23 К. 11. Кремниевые сверхпроводники при высоком избыточном давлении (что является одним из основных факторов повышения сверхпроводимости в сверхпроводящих материалах) показывают Tc=14 К. 12. Халькогениды – структуры на основе серы и селена демонстрируют невысокую критическую температуру Tc=4,15 К. 13. Углеродные сверхпроводники – фуллеренные структуры, подтвержденная критическая температура в них составляет Tc= 40 К. 14. MgB2 и родственные структуры (Tc=39К). Открытие сверхпроводимости в этих известных с начала 1950-х годов, дешевых и широкодоступных материалах (магнезия продается в любой аптеке), демонстрирующих довольно высокую критическую температуру, было достаточно удивительно, поскольку открытие состоялось только в 2001 г. Потребности человечества в энергии выдвигают на первый план научные направления, связанные с созданием новых видов и источников энергии, а также устройств ее сохранения и передачи на значительные расстояния. Важность решения этих задач была подчеркнута тем, что комитет по присуждению Нобелевских премий по физике никогда не оставлял без внимания ученых, занимавшихся вопросами сверхпроводимости и смежными исследованиями. жүктеу/скачать 396,92 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|