Физика твердого тела. Полупроводники, диэлектрики, магнетики. Морозов А.И. - 91 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

90
7. Сверхпроводники
7.1. Явление сверхпроводимости
Явление сверхпроводимости состоит в исчезновении
сопротивления у ряда металлов при охлаждении их ниже
критической температуры Т
с
. Оно было открыто в 1911 году
голландским ученым Камерлинг-Оннесом, исследовавшим ртуть
(Т
с
=4К). Из простых металлов наибольшим значением Т
с
=9,2К
обладает ниобий. Для достижения столь низких температур
образцы охлаждают жидким гелием, получение которого связано
с большими затратами. Именно это ограничивало возможности
применения сверхпроводников в технике: исчезновение
сопротивления избавляет нас от джоулевских потерь в
электрической цепи, но затраты на охлаждение должны
окупаться этим выигрышем. Охлаждение жидким азотом
(температура кипения при
атмосферном давлении 77 К)
обходиться значительно дешевле, поэтому долгие годы
исследователи стремились найти вещества с Т
с
>77К, а еще лучше
с Т
с
>300К, чтобы вещество оставалось сверхпроводником при
комнатной температуре.
Сверхпроводящий переход является фазовым переходом
между двумя фазами: высокотемпературной – нормальной и
низкотемпературной – сверхпроводящей. В отсутствие
магнитного поля он является фазовым переходом второго рода
(без теплоты перехода, но со скачком теплоемкости).
Вплоть до 1986 года рекорд Т
с
=23К принадлежал
соединению Nb
3
Ge. Открытие в 1986 году Беднорцем и
Мюллером (Нобелевская премия 1987 года) металлооксидов с
Т
с
~40К вызвало бум в этой области физики, то есть привлекло к
ней большое число исследователей и существенное
финансирование. В 1987 году было получено соединение
YBa
2
Cu
3
O
7
с Т
с
≈90К.
В настоящий момент рекордное значение Т
с
=133К (под
давлением в десятки ГПа Т
с
~160К) имеет соединение
HgBa
2
Ca
2
Cu
3
O
8
. Соединения с наибольшими значениями Т
с
                             90

                    7. Сверхпроводники

    7.1. Явление сверхпроводимости

      Явление сверхпроводимости состоит в исчезновении
сопротивления у ряда металлов при охлаждении их ниже
критической температуры Тс. Оно было открыто в 1911 году
голландским ученым Камерлинг-Оннесом, исследовавшим ртуть
(Тс=4К). Из простых металлов наибольшим значением Тс=9,2К
обладает ниобий. Для достижения столь низких температур
образцы охлаждают жидким гелием, получение которого связано
с большими затратами. Именно это ограничивало возможности
применения сверхпроводников в технике: исчезновение
сопротивления избавляет нас от джоулевских потерь в
электрической цепи, но затраты на охлаждение должны
окупаться этим выигрышем. Охлаждение жидким азотом
(температура кипения при атмосферном давлении 77 К)
обходиться значительно дешевле, поэтому долгие годы
исследователи стремились найти вещества с Тс>77К, а еще лучше
с Тс>300К, чтобы вещество оставалось сверхпроводником при
комнатной температуре.
      Сверхпроводящий переход является фазовым переходом
между двумя фазами: высокотемпературной – нормальной и
низкотемпературной – сверхпроводящей. В отсутствие
магнитного поля он является фазовым переходом второго рода
(без теплоты перехода, но со скачком теплоемкости).
      Вплоть до 1986 года рекорд Тс=23К принадлежал
соединению Nb3Ge. Открытие в 1986 году Беднорцем и
Мюллером (Нобелевская премия 1987 года) металлооксидов с
Тс~40К вызвало бум в этой области физики, то есть привлекло к
ней большое       число     исследователей   и существенное
финансирование. В 1987 году было получено соединение
YBa2Cu3O7 с Тс≈90К.
      В настоящий момент рекордное значение Тс=133К (под
давлением в десятки ГПа Тс~160К) имеет соединение
HgBa2Ca2Cu3O8. Соединения с наибольшими значениями Тс

Страницы