什么是超导?

超导体被归类为I型还是II型取决于它们的转变行为。在I型中,阻力降到零,实现技术合作时突然;第二类超导体在混合区具有超导和非超导行为。

一些超导体的特性:

金属支撑超导的临界温度接近绝对零度(I型)。

有些陶瓷可以在更高的温度下达到超导状态(第二种)。

以前专利超导有个技术合作= 150 k。

高温超导体中的一种基于液氮的系统,其寿命可与廉价制冷一样长(日本磁悬浮列车使用的就是这种系统)。

迄今为止,所有的超导体都是固体。

传导性意味着由于材料的阻力而导致的能量损失。能量是释放的热量。主要的不利后果是需要持续提供能量来维持介质的当前和可行的燃烧。目前,在一个正常的金属环中,它会迅速衰减;如果是超导环,会表现出永久运动(衰减常数超过1亿元,年!) 。参见“环形超导是用来做什么的”?了解更多详情。

超导体是一个热门领域。新的超导材料经常被发现,它们的技术应用是无穷无尽的。新发现的力审查接受理论是,目前对这种现象还没有完全理解。

磁超导性

甚至在最近的研究中,抗磁性已经被当作一种普遍的性质而被抛弃了;这是大部分超导体非常有据可查的性质,这也是实现磁悬浮的方式之一。

梅斯纳效应:1933年,沃尔特·梅斯纳和罗伯特·凯森菲尔德发现超导材料会排斥磁场。如果磁铁靠近导体,导体中就会产生电磁感应电流。这就是电动发电机背后的原理。如果用超导体来感应电流,实际上是一面镜子导致磁铁被排斥。磁铁实际上可以悬浮的不仅仅是超导材料。

Messner效应在1997中作为一个普遍的性质被抛弃了,当时发现金和铟的合金在非常接近绝对零度的温度下既是超导体又是天然磁体。从那以后,人们发现其他化合物也具有同样的性质。

第一类超导体

它们的特点是非常急剧地转变为超导状态,并且具有完美的抗磁性(完全排斥磁场的能力)。电导率曲线表现为恒压下随温度正常下降,随温度升高至临界转变温度(称为技术合作)以下,此时电导率为零(实验误差)。临界温度通常很低(0-5 k),高于铅(Pb)和7.196 K .

材料在哪里,在这一组。它们是金属和准金属,在室温下表现出一定的导电性。最好的金属导体(铜、银和金)不是I类超导体。

物质技术合作

是0

铑0

瓦特0.015

红外线0.1

吕0.1

香格里拉6.00

高频0.1

Ru 0.5

操作系统0.7

Mo 0.92

锆0.546

铅7.193

CD 0.56

u 0.2

钛0.39

锌0.85

遗传算法1.083

技术合作7.77

基数1.2

大坝1.4

乘以1.4

再出口1.4

热释光2.39

铌9.46

在…之内...3.408

锡3.722

汞4.153

电讯管理局4.47

v 5.38

公认的解释是BCS理论给出的。

BCS理论:分子振动的晶格变慢。当温度下降时,贝娄的临界温度是缺乏运动,这样流动的电子就可以毫无障碍地转化为超导。这个理论中一个有趣的因素是Cooper on(电子运动plus in double)的出现。

Cooper right:晶格中的振动非常小,以至于存在的电子实际上会影响原子核周围的位置。一个移动的电子产生的涟漪效应会推动晶格中的流动,第二个电子通过与一个声音(宽晶格振动能量)的交换将它们全部耦合。这两个电子形成一个库珀对。这两者将在动量(相同尺度的动量,但运动方向相反)和空间(它们可以在空间局域化,除了高达100 nm,当两个连续核之间的间隔为0.1-0.4 nm)。电子“费米子”(即两者带电,作用相等,相互排斥);但是在超导状态下,它们的行为向基本状态的痛苦转变只适用于玻色子(粒子没有电荷,中子玻色子)。解决这个“问题”就是创造库珀对;加上电子作为玻色子的行为。实验证明与晶格的相互作用是由超导转变温度的同位素效应提供的。

第二类超导体

第二类超导体在逐渐过渡到正常超导状态的区域显示出“混合态”的行为。第二类超导体,也称为硬超导体,晶格结构在这种情况下起着至关重要的作用。有没有完整的模型来解释II型超导体的模式?根据BCS理论,第一类中的一些II型超导体显示出高的临界温度,这使得技术应用可行。其他人可以保持超导,并施加很高水平的磁场。还有一些在I型TC和支持磁场范围内。

由于混合区,通过外部磁场(II)将允许一些导磁率结合到其表面。由于新的介观超导性,可以观察到“星条旗”和“通量格子涡旋”。这部分的磁导率给出了施加磁场和打破超导态的功率(临界磁场BC)。在第二类超导体中,温度和磁场的应用将成为主要的可变相图。

第一个和第二个超导体,铅和铋的合金,是由沃尔特·哈斯和j·沃戈德于1930年发现的。直到梅斯纳效应被发现,人们才观察到它的超导性质。到目前为止,技术合作获取室中的最高压力是138 K用于化学计量材料(形成的分子式),1.5百万用于正在申请专利的材料,其不构成化学计量。

不同的化合物族表明它们具有II型超导特性;简短分类如下:

表现出第二类超导性的最丰富的物质是金属化合物和合金。已知的例外是元素钒、锝和铌。

钒、锝和铌的混合物用来制造超导磁体。铌锡和铌钛形成导线支撑高磁场,技术合作力量是制冷和液氦。通常它们是嵌入铜矩阵中的细导线(20米),以最大化情感(负责移动,只是导线的表面)。

陶瓷超导体(“钙钛矿”)是金属氧化物陶瓷,通常比2个金属原子多3个氧原子。他们显示了更高的TCS公司。

超导铜酸盐(氧化铜)可以达到第二类超导体之间的最高临界温度。

有机超导体的一部分,有机导体家族(分子盐、聚合物和纯碳体系,包括碳纳米管和C60化合物)。分子盐,低技术合作室压(0.4-12 k),区间内I型超导体。他们的优势表现在公元前高得多;(tmtsf) 2pf6中的临界磁场在六吨左右,比一般的宽带传输业务高一个数量级。

硼碳化物是人们了解最少的超导系统。它们是由铁磁性过渡金属形成的(这被认为是不可能的)。当结合钬等独特元素时,它们会在特定温度下退出超导状态。他们在1993被鲍勃·维恩发现。

重费米子化合物含有稀土元素,如行政或镱,或锕系元素。例如,在美国,这些材料中的一些在低温下表现出超导性。这种机制还不能完全理解。一些理论认为,库珀对的存在所形成的相互作用和电子自旋不是晶格音。E bucher等人在1973年首次观测到,但直到1979年才被认定为超导。转变温度在范围内的I型超导体。