ზეგამტარობა კუპრატებში

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
ნავიგაციაზე გადასვლა ძიებაზე გადასვლა

ზეგამტარი კუპრატები არის მაღალ ტემპერატურული ზეგამტარი მასალების ოჯახი, რომლებიც შედგება სპილენძის ოქსიდების ფენებისგან (CuO 2). ეს ფენები მონაცვლეობენ სხვა ლითონის ოქსიდების ფენებით, რომლებიც მოქმედებენ როგორც მუხტის რეზერვუარები. ატმოსფერული წნევის დროს, კუპრატის ზეგამტარები ცნობილია ყველაზე მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარებით. ამასთან, ზეგამტარობის მექანიზმი ჯერ კიდევ უცნობია.

ისტორია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ზეგამტარობის ვადები. კუპრატები ნაჩვენებია როგორც ლურრომბები, მაგნიუმის დიბორიდი და სხვა ბკშ ზეგამტარები, როგორც მწვანე წრეები და რკინის ბაზაზე დაფუძნებული ზეგამტარები, როგორც ყვითელი კვადრატები. კუპრატები ამჟამად ყველაზე მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარებია, რომლებიც შესაფერისია სადენებისა და მაგნიტებისთვის.

პირველი კუპრატული ზეგამტარი აღმოაჩინეს 1986 წელს LaBaCuO შენაერთში[1]. ამ აღმოჩენისთვის, IBM-ს მკვლევარებმა ბედნორცმა და მიულერმა 1987 წელს ნობელის პრემია მიიღეს[2]. მათ მიერ აღმოჩენილი მასალის კრიტიკული ტემპერატურა იყო 35 K, რაც ბევრად აღემატება წინა შემთხვევას 23-კელვინი ამ აღმოჩენის შემდეგ მკვეთრად გაიზრდა კუპრატების კვლევაის მასშტაბი, რის შედეგადაც ათასობით პუბლიკაციები გამოქვეყნდა 1986 და 2001 წლებში[3].

1986 წლიდან აღმჩენელია მრავალი კუპრატის ზეგამტარობა.

კრისტალური სტრუქტურა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

მაღალი ტემპერატურის კუპრატის ზეგამტარის ერთეულოვანი უჯრედი BSCCO-2212

კუპრატები არის ფენოვანი მასალები, რომლებიც შედგება სპილენძის ოქსიდის ზეგამტარი სიბტყეებისგან, გამოყოფილი იონებით, როგორიცაა ლანთანი, ბარიუმი, სტრონციუმი, რომლებიც მოქმედებენ როგორც მუხტის რეზერვუარი, დოპირებული ელექტრონები ან ხვრელები სპილენძის ოქსიდის სიბრტყეებში. ამდენად სტრუქტურა შეიძლება აღწეროს, როგორც სუპემესერი რომელიც მოიცავს ზეგამტარი CuO2 ფენების და ბუფერულ ფენებს , რის შედეგადაც სტრუქტურა ხშირად მჭიდროდაა დაკავშირებული პერვსკირის სტრუქტურასთან. ზეგამტარობა ხდება სპილენძის ოქსიდის (CuO 2 ) ფენებში, მხოლოდ სუსტი დაწყვილებით მიმდებარე CuO 2 სიბრტყეებს შორის, რაც ნიშნავს რომ მისი თვისებებს უახლოვდება ორგანზომილებიანი მასალის თვისებას. ელექტრული დენები მიედინება CuO2 ფენებში, რაც იწვევს დიდ ანიზოტროპიას ნორმალური გამტარობისა და ზეგამტარ თვისებებში. ის ხასიათდება CuO2 სიბრტყის პარალელურად გაცილებით მაღალი გამტარობით, ვიდრე პერპენდიკულარული მიმართულებით.

ზეგამტარობის კრიტიკული ტემპერატურა დამოკიდებულია ქიმიურ შემადგენლობაზე, კატიონების შემცვლელებზე და ჟანგბადის შემცველობაზე. ზეგამტარ მასალების ქიმიური ფორმულები ზოგადად შეიცავს ფრაქციულ რიცხვებს ზეგამტარობისთვის საჭირო დოპირების აღსაწერად. კუპრატის ზეგამტარების რამდენიმე ოჯახია, რომელთა კლასიფიკაცია შესაძლებელია მათი შემცველი ელემენტებისა და თითოეული ზეგამტარ ბლოკში მომიჯნავე სპილენძ-ოქსიდის ფენების მიხედვით. მაგალითად, YBCO და BSCCO შეიძლება ალტერნატიულად მოიხსენიებოდეს როგორც Y123 და Bi2201 / Bi2212 / Bi2223, თითოეული ზეგამტარ ბლოკში ( n ) ფენების რაოდენობის მიხედვით. აღმოჩნდა, რომ ზეგამტარობაშ გადასვლის ტემპერატურა პიკს აღწევს ოპტიმალური დოპირებისთვის ( p = 0,16) და ფენების ოპტიმალური რაოდენობა თითოეულ ზეგამტარ ბლოკში ტიპურად არის n = 3.

ზეგამტარობის მექანიზმი[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ზეგამტარობა კუპრატებში განეკუთვნება არა-ტრადიციული ზეგამტარობის რიცხვს, რომელიც არ აიხსნება კლასიკური ზეგამტაროობის ბკშ თეორიით. დღემდე მეცნიერთა კამათის საგანია თუ რა შეიძლება იყოს ელექტრონობის დაწყვილების და შესაბამისად ზეგამტარი ფაზის ჩამოყალიბების მექანიზმი. არსებობს საკმაოდ დიდი მსგავსება არა-დოპირებულ ანტიფერომაგნიტურ კუპრატებსა და დოპირებულ ზეგამტარ კუპრატებს შორის, კერძოდ Cu2+იონების dx2-y2 ორბიტალების მდგომარეობებში, რაც მიანიშნებს რომ კუპრატებში ელექტრონ-ელექტრონული ურთიერთქმედება კუპრატებში უფრო გამოკვეთილია ვიდრე ტრადიციული ელექტრონ-ფონონური ურთიერთქმდება. კუპრატებში, კლასიკური ზეგამტარობისგან განსხვავებით, სუსტი იზოტოპური ეფექტია აღმოჩინილი, რაც ასევე განსახვავებს ბკშ მოდელისგან.

გამოყენებული ლიტერატურა[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1986ZPhyB..64..189B
  2. დაარქივებული ასლი. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2013-06-03. ციტირების თარიღი: 2021-04-26.
  3. https://www.nature.com/articles/35051238