მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა

მასალა ვიკიპედიიდან — თავისუფალი ენციკლოპედია
Jump to navigation Jump to search
მაღალტემპერატურული ზეგამტარი BSCCO-2223.

მაღალტემპერატურული ზეგამტარები (მაღალი-Tc; მტზ) არის მასალები რომლებიც ხდებიან ზეგამტარები კლასიკურ ზეგამტარებთან შედარებით მაღალ ტემპერატურებზე[1] პირველი მტზ აღმოაცინეს ჯორჯ ბედნორცმა და ალექს მიულერმა 1986 წელს, ციურიხის აიბიემის (IBM) კვლევით ცენტრში. [2][3] ამ აღმოჩენისთვის, 1987 წელს მათ მიიღეს ნობელის პრემია.[4]

მაშინ როდესაც „ჩვეულებრივი“ ზეგამტარებისთვის გადასვლის ტემპერატურა (ტემპერატურა რომლის ქვემოთაც ხდება ზეგამტარი) არის 30 K -ზე დაბალი, მტზ დამზერილია ისეთ მაღალ ტემპერატურებზეც, როგორიცაა 138 K.[2] 2008 წლამდე, მტზ აღმოჩენილი იყო მხოლოდ ჟანგბადის და სპილენძის ნაერთებში (ე. წ. კუპრატები) თუმცა, შემდეგ მტზ ასევე აღმოჩნდა რკინაზე დაფუძვნებულ ნაერთებშიც.[5][6][7]

ისტორია[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

ზეგამტარობის მოვლენა აღმოჩენილ იქნა 1911 წელს, კამერლინგ ონესის მიერ, ლეიდენში. მან პირველმა ნახა, რომ ვერცხლისწყლის წინაღობა მომენტალურად ხდება ნულის ტოლი, თუკი მას გავაციებთ 4 K -მდე. შემდეგი 70 წლის განმავლობაშ მეცნიერები ცდილობდნენ აღმოეჩინათ ზეგამტარები უფრო და უფრო მაღალი კრიტიკული ტემპერატურით. [8] 1970 წელს, ზეგამტარობა დაიმზირეს ჟანგბადნაერთში, რომლის 13K-ზე, რომელიც მნიშვნელოვნად მაღალი ტემპერატურა იყო ვიდრე სხვა მარტივი მეტალებისთვის. 1986 წელს, ბედნორცმა და მიულერმა აღმოაჩინეს ზეგამტარების ახალი კლასი. აღმოჩნდა რომ ბარიუმის დოპირებით ლანთანის ოქსიდში მიირწევა ზეგამტარობა,რომლისთვისაც კრიტიკული ტემპერატურა არის 35 K. [8] მათი შედეგი მალევე იქნა დადასტურებული სხვა ჯგუფების მიერ. [9] [10] 1987 წელს ამ აღმოჩენისთვის მიულერმა და ბედნორცმა ნობელის პრემია მიიღეს ფიზიკის დარგში.

ზეგამტარი მასალების აღმოჩენების ისტორია. მარჯვენა მხარეს მონიშნულია თხევადი აზოტის ტემპერატურა, რომელიც ჩვეულებრივ მიიჩნევა პირობით გამყოფ საზღვრად მაღალ- და დაბალ-ტემპერატურლ ზეგამტარებს შორის. კუპრატე ნაჩვენებია როგორც ლურჯი რომბებით, რკინის ზეგამტარები კი ყვითელი კვადრატებით.

მოკლე ხანში, ფილიპ ანდერსონი, პრისტონის უნივერსიტეტიდან ქმნის მტზ-ების პირველ თეორიულ აღწერას.[11] მაგრამ ეს მოვლნა ჯერაც არაა სრულად გაგებული.

აქამდე აღმოჩენილი ზეგამტარი რეკორდულად მაღალი კრიტკული ტემპერატურით არის HgBa2Ca2Cu3O8 - 133 K. [12]

ზეგამტარობის მკვლევართა მთავარი მიზანი არის ამ მოვლენის ოთახის ტემპერატურაზე ნახვა, რომელიც უამრავ გამოყენებას ჰპოვებს თანამედროვე ტექნოლოგიებში.

ტერმინს „მაღალტემპერატურული ზეგამტარობა“ არ აქვს ცალსახა განმარტება და შეიძლება ნიშნავდეს რამდენიმე რამეს.

ხშირად ასე უწოდებენ ზეგამტარებს, რომელთა კრიტიკული ტემპერატურა აღემატება თხევადი აზოტის ტემპერატურას (77 კელვინი). თუმცა რიგი მასალებისა ხასიათდება დაბალი კრიტიკული ტემპერატურით და მაინც „მაღალტემპერატურული ზეგამტარად“ მოიხსენიებენ. მათშორისაა პირველად აღმოჩენილი „მაღალტემპერატურული ზეგამტარი“ La2-xBaxCO4, რომელშიც ზეგამტარი ფაზა ჩნდება 36 კელვინზე;[13] ასევე რკინაზე დაფუძნებული ზეგამტარები[14].

თვისებები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

მაღალტემპერატურული ზეგამტარები ხასიათდებიან რამდენიმე თვისებით. უპირველესად ესაა მაღალი კრიტიკული ტემპერატურა, უმეტესად 77 კელვინზე ზევით, რაც მათ გამოყენების თვალსაზრისით ძალიან პერსპექტიულს ხდის. ასევე, მათ ახასიათებს მაღალი კრიტიკული მაგნიტური ველი და კრიტკული დენი. ზოგიერთ კუპრატს აქვს ზედა კრიტიკული მაგნიტურ ველი 100 ტესლაზე მეტი. თუმცა, კუპრატები კერამიკული მასალებია და საკმაოდ რთულია მათგან სადენების დამზადება.

დამატებითი ბმულები[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

სქოლიო[რედაქტირება | წყაროს რედაქტირება]

  1. Timmer, John (May 2011). „25 years on, the search for higher-temp superconductors continues“. Ars Technica. ციტირების თარიღი: 2 March 2012.
  2. 2.0 2.1 Ford, P. J. (2005). The Rise of the Superconductors. CRC Press. 
  3. Bednorz, J. G.; Müller, K. A. (1986). "Possible high TC superconductivity in the Ba-La-Cu-O system". Zeitschrift für Physik B 64 (2): 189–193. Bibcode 1986ZPhyB..64..189B. .
  4. The Nobel Prize in Physics 1987: J. Georg Bednorz, K. Alex Müller. Nobelprize.org. Retrieved 2012-04-19.
  5. A. Leggett (2006). "What DO we know about high Tc?". Nature Physics 2 (3): 134–136. Bibcode 2006NatPh...2..134L. .
  6. Choi, Charles Q. Iron Exposed as High-Temperature Superconductor: Scientific American. April 23, 2008. Retrieved 2012-04-19.
  7. Ren, Zhi-An; Che, Guang-Can; Dong, Xiao-Li; Yang, Jie; Lu, Wei; Yi, Wei; Shen, Xiao-Li; Li, Zheng-Cai და სხვები. (2008). "Superconductivity and phase diagram in iron-based arsenic-oxides ReFeAsO1−δ (Re = rare-earth metal) without fluorine doping". EPL 83: 17002. arXiv:0804.2582. Bibcode 2008EL.....8317002R. .
  8. 8.0 8.1 Nisbett, Alec (Producer). Superconductor: The race for the prize. [Television Episode].
  9. Stuart A Wolf & Vladimir Z Kresin,Eds, Novel Superconductivity, Springer (October, 1987)
  10. Tanaka, Shoji (2001). "High temperature superconductivity: History and Outlook". JSAP International. http://www.jsap.or.jp/jsapi/Pdf/Number04/PastPresentFuture.pdf. წაკითხვის თარიღი: 2 March 2012.
  11. Anderson, Philip (1987). "The Resonating valence bond state in la-2CuO-4 and superconductivity". Science 235 (4793): 1196–1198. Bibcode 1987Sci...235.1196A. . PMID 17818979. http://www.sciencemag.org/content/235/4793/1196.abstract.
  12. Schilling, A.; Cantoni, M.; Guo, J. D.; Ott, H. R. (1993). "Superconductivity in the Hg-Ba-Ca-Cu-O system". Nature 363 (6424): 56. Bibcode 1993Natur.363...56S. .
  13. https://web.archive.org/web/20100615231514/http://www.stanford.edu/~tpd/research_hightc.html
  14. https://physics.aps.org/articles/v1/21