Bu maddede birçok sorun bulunmaktadır. Lütfen sayfayı geliştirin veya bu sorunlar konusunda bir yorum yapın.
|
Yüksek sıcaklık süperiletkenleri, normalin üzerinde sıcaklıklarda süperiletken olarak davranan materyallerdir. İlk yüksek sıcaklık süperiletkeni, 1986’da IBM araştırmacıları Georg Bednorz ve K. Alex Müller tarafından keşfedilmiştir ve 1987’de seramik materyalindeki yüksek iletkenlik keşfinde önemli atılımlarından dolayı Nobel Fizik Ödülü ile ödüllendirilmişlerdir. Sıradan ya da genellikle 30 Kelvin (-243,15 °C) altında geçiş sıcaklıklarına sahipken yüksek sıcaklık süperiletkenleri 138 K (-135,15 °C) kadar iletkenlik sıcaklıklarıyla gözlemlenir. 2008’e kadar sadece belirli bakır ve oksijen bileşiklerinin (kupratlar) yüksek sıcaklık süperiletkenlik özelliklerine sahip olduğuna inanılıyordu ve yüksek sıcaklık süperiletkenlik terimi bizmut, stronsiyum, kalsiyum, itriyum, baryum gibi bileşikler için bakır oksijen süperiletkenleri yerine kullanılıyordu; fakat şu an birçok demir bileşiğinin (azot grubundakilerin) yüksek sıcaklıklarda süperiletkenliği biliniyor.
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgzTHpjMUwwSkpNakl5TXkxd2FXVmpaVE5mTURBeExtcHdaeTh5TWpCd2VDMUNTVEl5TWpNdGNHbGxZMlV6WHpBd01TNXFjR2M9LmpwZw==.jpg)
Tarihçe
Süperiletkenlik olgusu 1911’de, 4 K (-269,15⁰C) nin altında metalik cıva içinde Heike Kamerlingh Onnes tarafından keşfedildi. 75 yıl sonra araştırmacılar süperiletkenliği daha yüksek sıcaklıklarda gözleme atılımında bulundu. 1970'lerin sonunda için gerekli olan sıcaklıktan çok daha yükseğinde süperiletkenlik belirli metal oksitler için yüksek sıcaklıklarda gözlemlendi [13 K (-260.10⁰C)]. 1986 ‘da J. Georg Bednorz ve K. Alex Müller İsviçre, Zürih yakınlarında IBM araştırma laboratuvarında çalışırken yeni bir süperiletken sınıfı seramik keşfetti. Bednorz dirençleri 35 K (-238.2⁰C) sıcaklık civarında sıfıra düşen bir bileşiğine ve bakır oksite rastladı. Sonuçları başta Houston Üniversitesi’nden Paul Chu ve Tokyo Üniversitesi’nden olmak üzere yakın zamanda birçok grup tarafından onaylandı. Kısa süre sonra ’ni kullanarak bu materyallerin ilk tanımlamasıyla geldi fakat materyallerin tam anlamı bugün hala gelişmektedir. Bu süperiletkenlerin şu an d-dalga simetrisini bulundurduğu bilinmektedir. Yüksek sıcaklık cuprate süper iletkenlerinin d dalga çiftini içerdiği önerisi ilk olarak 1987’de , ve tarafından yapılmıştır. Bunu kullanarak 1988’de Inui, Doniach, Hirschfeld ve Ruckenstein izlemiş ve Gros, Poilblanc, Rice ve Zhang, Kotliar ve Liu d dalgası eşleşmesinin RVB teorisinin doğal bir sonucu olduğunu tanımlamıştır.
Cuprate süperiletkenlerinin d dalgası doğasının onayı çeşitli deneylerle yapılmıştır. Bunlardan bazıları d dalgası boğumlarının Angle Resolved Photoemission Spektroskopi’nde uyarılmış spektrumda doğrudan gözlemlenen, the observation of a half-integer flux in tunneling experiments ve dolaylı yoldan penetrasyon derinliğinin sıcaklık bağlılığı, özısı ve termal iletkenliktir. Çeşitli bağımsız araştırma grupları tarafından onaylanan en yüksek geçiş sıcaklığına sahip süperiletken cıva baryum kalsiyum bakır oksit (HgBa2Ca2Cu3O8) dir. (133 K civarında)
Yüksek Sıcaklık Seramik Süperiletkenlerinin Kristal Yapıları
Yüksek-Tc bakır oksit ya da cuprate süper iletkenlerinin yapısı çoğunlukla perovskite yapısı ile yakından ilgilidir ve bu bileşiklerin yapıları bozuk, oksijen yetersiz çoklu katmanlı perovskite yapıları olarak tanımlanır. Oksit süper iletkenlerinin kristal yapısının özelliklerinden biri değişken CuO2 tabakalarının çoklu katmanlarıdır ve süper iletkenlik bu katmanlar arasında yer alır. Daha çok CuO2 katmanı daha yüksek-Tc anlamına gelir. Bu yapı, elektrik akımları CuO2 levhalarının oksijen kısımları içinde endüklenen holler tarafından taşındığı için geniş bir anizotropiye neden olur. Elektriksel iletkenlik, dik yöne kıyasla CuO2 düzlemine paralelken çok daha fazla iletkenlikle oldukça anizotropiktir. Genellikle kritik sıcaklıklar kimyasal kompozisyonlara, katyon yer değiştirmesine ve oksijen içeriğine bağlıdır.
YBaCuO süper iletkenleri
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgwTHpReEwxbGlZMjh3TURJdWMzWm5Mekl5TUhCNExWbGlZMjh3TURJdWMzWm5MbkJ1Wnc9PS5wbmc=.png)
İlk süper Tc ile itriyum baryum bakır oksit (BritArt2Cu3O7-x); > 77 K (sıvı azot kaynama noktası) olduğu bulundu üç farklı metal BritArt2Cu3O7 süper iletken içindeki oranlarını 1-2, sırasıyla bakır için baryum itriyum için 3 mol oranı vardır. Böylece, belirli bir süperiletken genellikle 123 süper iletken anılır. Birim hücre BritArt2Cu3O7 üç pseudocubic perovskite birim hücreleri oluşur. Her perovskite birim hücre Merkezi Y veya Ba bir atom içerir: alt birim hücre, Y bir orta ve üst birim hücre Ba Ba. Böylece, Y ve Ba [Ba-Ba-Y] c-ekseni boyunca sırayla dizilir. Birim hücrenin tüm köşe siteleri Cu, iki farklı coordinations, Cu(1) ve Cu(2), oksijen açısından sahip tarafından işgal edilmiştir. Oksijen için dört olası crystallographic site: O(1), O(2), O(3) ve O(4). Y ve Ba koordinasyon polyhedra oksijen açısından farklıdır. Oysa BritArt2Cu3O7 yedi oksijen atomları vardır ve bu nedenle, bir oksijen eksikliği perovskite yapı anılır, perovskite birim hücre üçe katlandı dokuz oksijen atomları için yol açar. Farklı Katmanlar yığınlama yapısı vardır: (CuO)(BaO) (CuO2) (Y) (CuO2)(BaO)(CuO). Bir anahtar özelliği, birim hücrenin BritArt2Cu3O7-x (YBCO) CuO2iki kat varlığıdır. Y uçak, iki CuO2 uçak arasında ayırıcı olarak hizmet için roldür. YBCO içinde Cu-O zincirleri süperiletkenlik için önemli bir rol oynamak için bilinir. T x ≈ 0,15 yapısı Ortorombik c 92 K azami durumdadır. Üstüniletkenlik x ≈ 0,6, at YBCO yapısal dönüşümü Ortorombik için tetragonal oluştuğu kaybolur.
BI, Tl ve yüksek-Tc süperiletkenler (Hg temelli)
BI, Tl ve yüksek-Tc süperiletkenler Hg temelli kristal yapısını çok benzer. YBCO gibi perovskite-type özelliği ve CuO2 kat varlığı da bu süperiletkenler bulunmaktadır. Ancak, YBCO, Cu-O zincirleri bu süperiletkenler mevcut değildir. Oysa diğer yüksek-Tc süperiletkenler tetragonal bir yapıya sahip YBCO süper Ortorombik bir yapıya sahiptir. Bi-Sr-Ca-Cu-O sistem homolog seri Bi2Sr2Can−1CunOn4 + 2 +x oluşturan üç süper iletken aşama vardır (n = 1, 2 ve 3). BI-2201, Bi-2212 ve Bi-2223, geçiş sıcaklığı 20, 85 ve 110 K, sırasıyla, sahip bu üç aşamada nerede numaralandırma sistemini temsil atom sayısı BI, Sr, Ca ve Cu sırasıyla. İki aşamada hangi oluşmak-iki yamultulmuş crystallographic birim hücre tetragonal bir yapıya sahip. Bu aşamalardan birim hücre iki atom bir uçağın sonraki ardışık uçağın oksijen atomu oturur bir şekilde yığılmış çift BI – O uçakları var.
Ca atom içinde CuO2 kat BI 2212 ve Bi-2223 iç katman oluşturur; BI-2201 aşamasında hiçbir Ca katman vardır. Birbirleriyle CuO2 uçak sayısı üç aşamada farklı; BI-2201, Bi-2212 ve Bi-2223 aşamaları sırasıyla CuO2 uçak, bir, iki ve üç var. Bu aşamalardan c eksen (aşağıdaki tabloya bakın) CuO2 uçak sayısını artırır. Cu atom koordinasyonunda üç aşamalı olarak farklıdır. Oysa 2212 içinde piramidal bir aranjman beş oksijen atomları tarafından Cu atom çevrelenmiş Cu atom 2201 aşamasında, bir orbitallerinin koordinasyon-oksijen atomları ile ilgili formlar. 2223 yapısında oksijen açısından iki coordinations Cu vardır: bir Cu atom dört oksijen atomları kare düzlemsel yapılandırma ile bağlı ve başka bir Cu atom piramidal bir aranjman beş oksijen atomları ile koordine. Tl-Ba-Ca-Cu-O süper iletken: İse ikinci serisi 2 Tl – Ey Katmanlar içeren bir formül Tl2Ba2Can-1CunO n 2n+ 4 Tl-esaslı süper bir Tl – Ey katman içeren ilk serisi genel formülü TlBa2Can-1CunO2n+ 3, var = 1, 2 ve 3. Tl2Ba2CuO6 (Tl-2201) yapısında bir CuO2 katman yığınlama sırası (Tl – O) (Tl – O) (Ba-O) (Cu-O) (Ba-O) (Tl – O) (Tl – O) ile var. TL2Ba2CaCu2O8 (Tl-2212), bir Ca tabaka arasında iki Cu-O katmanları vardır. Tl2Ba2CuO6 yapısı, Tl – O katmanları Ba-O katmanları dışında mevcut benzer. TL2Ba2Ca2Cu3O10(Tl-2223), Ca katmanları arasında her bu kapsayan üç CuO2 katmanı vardır. TL-esaslı süper iletkenler Tc CuO2 kat artış artış bulunmuştur. Ancak, Tc değeri dört CuO2 kat TlBa2Can-1CunO2n+ 3ve Tl2Ba2Can-1Cunsonra O2n+ 4 bileşik, sonra üç CuO2 kat azalır azalır. Hg-Ba-Ca-Cu-O süper iletken: Kristal yapısı HgBa2CuO4 (Hg-1201), HgBa2CaCu2O6 (Hg-1212) ve HgBa2Ca2Cu3O8 (Hg-1223) Tl-1201, Tl-1212 ve Tl-1223, Hg Tl yerine ile benzerdir. Tc Hg bileşik (Hg-1201) içeren bir CuO2 kat daha büyük bir CuO2ile karşılaştırıldığında önemli-talyum (Tl-1201) bileşik katman. Hg-esaslı süper iletken Tc CuO2 katman arttıkça artmaya da bulunur. HG-1201 için Hg-1212 ve Hg-1223, Tc 94, 128 ve ortam basıncı 134 K, kayıt değerinin sırasıyla aşağıdaki gösterildiği tablo değerlerdir. Hg-1223 Tc 153 K yüksek basınç altında artar. gözlem bu bileşik, Tc bileşiğin yapısını çok duyarlı olduğunu gösterir.
Kimyasal formül | Gösterim | Tc (K) | Birim hücredeki Cu-O düzlemlerinin sayısı | Kristal yapı |
---|---|---|---|---|
YBa2Cu3O7 | 123 | 92 | 2 | Ortorombik |
Bi2Sr2CuO6 | Bi-2201 | 20 | 1 | Tetragonal |
Bi2Sr2CaCu2O8 | Bi-2212 | 85 | 2 | Tetragonal |
Bi2Sr2Ca2Cu3O6 | Bi-2223 | 110 | 3 | Tetragonal |
Tl2Ba2CuO6 | Tl-2201 | 80 | 1 | Tetragonal |
Tl2Ba2CaCu2O8 | Tl-2212 | 108 | 2 | Tetragonal |
Tl2Ba2Ca2Cu3O10 | Tl-2223 | 125 | 3 | Tetragonal |
TlBa2Ca3Cu4O11 | Tl-1234 | 122 | 4 | Tetragonal |
HgBa2CuO4 | Hg-1201 | 94 | 1 | Tetragonal |
HgBa2CaCu2O6 | Hg-1212 | 128 | 2 | Tetragonal |
HgBa2Ca2Cu3O8 | Hg-1223 | 134 | 3 | Tetragonal |
Yüksek-Tc süperiletkenler hazırlanması
Yüksek-Tc süperiletkenler hazırlanması için en basit yöntem karıştırma, calcination ve sinterlemeilgili katı hal Termokimyasal bir tepkidir. Uygun miktarda habercisi tozlar, genellikle oksitler ve karbonatı, iyice bir Top millkullanarak karıştırılır. Çözüm kimya, coprecipitation, dağılması ve sol-jel yöntemi homojen bir karışım hazırlamak için alternatif yollar gibi işler.Bu tozlar için birkaç saat kalsine 950 °C 800 °C sıcaklık aralığında bulunmaktadır. Tozlar soğutmalı, sandalye ve tekrar kalsine. Bu işlem, homojen bir malzeme almak için birkaç kez tekrarlanır. Tozlar sonradan granül için düzenlenmiş ve Sinterlenmiş. Sinterleme Çevre sıcaklığı, tavlama zaman, atmosfer ve soğutma hızı oyun içinde yüksek-Tc süper iletken malzeme iyi getting çok önemli bir rol gibi. BritArt2Cu3O7 -x bileşik hazırlanan calcination ve homojen karışımı Y2O3, domuz pastırması askeri3 ve CuO uygun atom oranı sinterleme.Sinterleme atmosferinde oksijen 950 °C yapılması ise calcination 900-950 °C de yapılır. Oksijen stoichiometry bu malzeme bir süper iletken BritArt2Cu3O7−x bileşik elde etmek için çok önemlidir. Sinterleme sırasında hangi üzerinde oksijen atmosfere soğutma yavaşlatmak,2Cu3O6 bileşik oluşturulur, Yarıiletken tetragonal BritArt süper iletken BritArt döner2Cu3O7−x. Uptake ve oksijen kaybı BritArt2' Cu3O7−xtersine çevrilebilir. Tam okside Ortorombik BritArt2Cu3O7−x örnek tetragonal BritArt2Cu3O6 Isıtma vakum üzerinde 700 °C sıcaklıkta tarafından dönüştürülebilir BI, Tl ve yüksek-Tc süperiletkenler Hg tabanlı hazırlanması için YBCO göre zor bir şey. Bu süper iletkenler sorunlara benzer katmanlı bir yapıya sahip üç veya daha fazla aşama varlığı nedeniyle ortaya çıkmaktadır. Böylece, sözdizimsel intergrowth ve yığın hataları gibi hataları sentezi sırasında ortaya çıkan ve süper iletken Monofaze izole etmek zorlaşır. BI-2223 (Tc ≈ 110 K) tek bir aşama hazırlamak çok zordur, ancak BI-Sr-Ca-Cu-O için Bi-2212 (Tc ≈ 85 K) faz hazırlanmak basit. BI-2212 faz 860-870 °C'de sinterleme sadece birkaç saat sonra görünür, ancak BI-2223 aşaması daha büyük kısmını uzun tepki süresi bir haftayı 870 °C'de, sonra kurulan Pb ikame BI-Sr-Ca-Cu-O bileşik içinde yüksek-Tc faz büyümesini teşvik tespit edilmiş olsa da uzun sinterleme zaman hala gereklidir.
Özellikler
"Yüksek sıcaklık" süperiletkenlik bağlamında iki ortak tanım vardır:
1. 30 K sıcaklık bu tarihsel BCS kuramıtarafından izin verilen üst sınır olarak alınmıştı. [alıntı gerekli] Ayrıca yukarıda 1973 kaydı 23 k bu bakır oksit malzemelerin 1986 yılında keşfedildi kadar süren bu.
2. Fermi sıcaklık elementel cıva veya kurşungibi geleneksel süper iletkenler için daha büyük bir kısmı bir geçiş sıcaklığı sahip. Bu tanım daha çeşitli alışılmamış süperiletkenlerkapsar ve teorik modeller bağlamda kullanılır. Etiket yüksek-Tc kritik sıcaklık sıvı azot (77 K veya −196 °C) kaynama büyük olan malzemeler için bazı yazarlar tarafından ayrılmış olabilir. Ancak, birkaç malzeme-orijinal keşif ve yeni keşfedilen pnictide süperiletkenler – dahil kritik sıcaklıkları 77 K aşağıda vardı ama sık yayın yüksek-Tc sınıf varlık olarak adlandırılır. Teknolojik uygulamalar hem de yüksek kritik sıvı azot ve ayrıca daha yüksek kritik manyetik alan (ve kritik akım yoğunluğu) kaynama noktası olmak sıcaklık yarar hangi süperiletkenlik yok. Mıknatıs uygulamalarında yüksek kritik manyetik alan yüksek-Tc kendini daha değerli olabilir. Bazı cuprates 100 Tesla bir üst kritik alanı vardır. Ancak, cuprate üretmek pahalı ve teller veya diğer yararlı şekil içine kolayca döndü değil kırılgan seramik malzemelerdir. Yoğun deneysel ve teorik araştırma iki yıl sonra 100.000 den fazla kağıtları, çeşitli ortak özellikleri, yüksek sıcaklık süperiletkenler özelliklerinde tespit edilen konuda yayınlandı.2011 yılı itibarıyla, hayır yaygın kabul teorisi özelliklerini açıklar. Geleneksel süper iletkenler, elementel cıva veya yeterince BCS kuramı, cuprate süper iletkenler (ve diğersıradışı süper iletkenler) açıkladı kurşun gibi göreli ayırt edici kalır. Ayrıca çok tartışmalar yaşandı yüksek sıcaklık süperiletkenlik, YBCO, demir esaslı süper iletkenler, manyetik sipariş ile yaşamaya dair birkaç ruthenocuprates ve diğer egzotik süper iletkenler ve arama malzemeleri diğer aileler için devam ediyor. HTS, tip II süper iletkenler, izin olanquantized birimlerinde akı, çok yüksek manyetik alanlarda üstüniletkenlik bastırmak için gerekli anlamına gelir onların iç nüfuz manyetik alanlar vardır. Katmanlı yapısı da yönlü bağımlılık manyetik alan yanıt verir.
Cuprates
Cuprate süper iletkenler genelde zayıf birleştiğinde bakır oksit (CuO2) katmanlar içinde hareket elektronlar tarafından belirlenen süper iletken özellikleri ile quasi-two-dimensional malzeme olarak kabul edilir. Komşu katmanları lantan, baryum,Stronsiyumveya diğer atomlar gibi iyonları içeren yapısı ve uyuşturucu elektron veya bakır oksit tabakalar üzerine delikler stabilize etmek için hareket. Undoped 'Ana' veya 'Anne' bileşikler ile yeterince düşük sıcaklıkta uzun menzilli antiferromagnetic sipariş Mott izolatörler vardır. Tek bant modelleri genellikle elektronik özellikleri açıklamak yeterli sayılır. Cuprate süper iletkenler perovskite yapının benimsenmesi. Dama Tahtası kafesler kareler O2− iyonları ile her bir kare merkezinde iyon Cu2 + bakır oksit uçaklar. Birim hücre tarafından bu kareler üzerinden 45 ° döndürülmüş. Süper iletken malzemelerin kimyasal formüller, genellikle süperiletkenlik için gerekli doping açıklamak için kesirli sayılar içerir. Cuprate süper iletkenler birkaç aile ve içerdiği öğeleri ve her süper iletken bir blok içinde bitişik bakır oksit katman sayısını tarafından toplanabilir. Örneğin, YBCO ve BSCCO alternatif olarak için Y123 ve Bi2201/Bi2212/Bi2223 katmanlar halinde her süper iletken bir blok (n) sayısına bağlı olarak belirtilebilir. Süper iletken geçiş sıcaklığı kurmak için en uygun doping değerini de (p0.16 =) ve katmanlar halinde her süper iletken bir blok, genellikle n sayısı = 3. Üstüniletkenlik cuprates içinde olası mekanizmaları hala önemli tartışmalar ve daha fazla araştırma konusu vardır. Tüm malzemeler için ortak bazı yönleri tespit edilmiştir. Benzerlikler arasında antiferromagnetic undoped malzemeler düşük sıcaklık durumunu ve doping üzerine öncelikle dx2-y2 yörünge durumunu Cu+ 2 iyonları, ortaya süper iletken devlet önermek elektron-elektron etkileşimleri süperiletkenlik alışılmamış yapma cuprates-elektron Fonon etkileşimleri çok daha önemli. Fermi yüzey son iş yerleştirme spin dalgaları bulunduğu antiferromagnetic Brillouin bölgesi dört noktalarda meydana gelir ve süper iletken enerji açığı bu noktalarda daha büyük göstermiştir. Çoğu cuprates kontrast için de BCS kuramı tarafından açıklanan geleneksel süper iletkenler ile gözlenen zayıf izotop etkileri. Benzerlikler ve farklılıklar delik katkılı özelliklerini ve elektron cuprates katkılı: En azından en uygun doping pseudogap faz varlığı. Geçiş sıcaklığı superfluid yoğunluğu ile ilgili Uemura arsa farklı eğilimler. Londra penetrasyon derinliği karesiyle ters orantılı underdoped cuprate süper iletkenler çok sayıda kritik sıcaklık gibi görünüyor ama ölçülülük sabiti delik ve elektron katkılı cuprates için farklıdır. Doğrusal eğilim bu malzemelerin fizik şiddetle iki boyutlu anlamına gelir. Cuprates spin uyarilmalar'deki evrensel kum saati şeklinde özelliği esnek olmayan nötron kırınımı kullanılarak ölçüldü. Nernst etkisi hem de belirgin süper iletken ve pseudogap aşamaları.
Demir esaslı süper iletkenler
Demir tabanlı süperiletkenler demir ve pnictogenkatmanları içerir — arsenik veya fosforgibi — ya da bir chalcogen. Şu anda ikinci aile bu cuprates arkasında en yüksek kritik sıcaklık. Süper iletken özellikleri 4 K , LaFePO, süperiletkenlik keşfi ile 2006 yılında başladı ve benzer malzeme LaFeAs(O,F) superconduct 43 K basınç altında at bulunduktan sonra 2008 yılında daha fazla dikkat kazandı. Demir tabanlı superconductor ailedeki en yüksek kritik sıcaklık FeSe, nerede bir kritik sıcaklık 100 K fazla son zamanlarda bildirilmiştir. ince filmlerin adlı biri yok. Özgün buluşlar beri demir tabanlı süperiletkenler birkaç aile ortaya çıkmıştır: LnFeAs(O,F) ya da LnFeAsO1-x (Ln = lanthanide) Tc 56 K kadar 1111 malzemesi olarak anılacaktır. Bu malzemelerinflorür değişken daha sonra benzer Tc değerleri ile bulundu. (Ba, K) Fe22 ve demir arsenide katmanlar, çiftleri ile ilgili malzemeler olarak 122 bileşikler adlandırılır. T demir, kobalt ile değiştirildiğinde c değerler 38 K. kadar bu malzemeler de superconduct arasında Edebileceğinen ve NaFeAs Tc kadar yaklaşık 20 K. Bu malzemeler superconduct stokiometrik kompozisyon kapatın ve 111 bileşikler adlandırılır. FeSe küçük kapalı -stoichiometry veya fosfor doping ile. Manyetik siparişi, daha düşük sıcaklıkta cuprate süper iletkenler için benzer bir Ortorombik tetragonal yapısal faz geçiş takip en undoped demir tabanlı süperiletkenler göster. Ancak, onlar Mott izolatörler yerine yoksul metaller ve beş Grup Fermi yüzey yerine bir tane var. Demir-arsenide Katmanlar katkılı gibi faz diyagramı ortaya çıkan süper iletken faz için Kapat veya manyetik faz örtüşen ile oldukça benzer. Tc değeri değişir Fe kadar bağ açıları ile güçlü bir kanıt zaten ortaya çıkmıştır ve optimal Tc değeri deforme RecberUludağ tetrahedra ile elde edilen gösterir. Eşleştirme wavefunction simetri hala yaygın olarak tartışıldı ama bir genişletilmiş s-dalgası senaryo şu anda sevdigi.
Bazen yüksek sıcaklık süperiletkenler adlandırılan diğer malzemeler
Tc değeri 39 k üzerinde tarihsel BCS süperiletkenler için beklenir çünkü magnezyum Diborür zaman zaman için yüksek sıcaklık superconductor geçer. Ancak, bu daha genel olarak en yüksek Tc geleneksel süper, artan Tc meydana gelen iki ayrı grup Fermi seviyesi mevcut varlık olarak kabul edilir. Fulleride süper iletkenler nerede alkali metal atomları C60 molekülleri gösteri süperiletkenlik Cs3C6038 K kadar sıcaklıkta içine ara. Bazı organik süper iletkenler ve ağır fermiyon bileşikler yüksek Tc değerlerine göre Tc değerleri birçok geleneksel süperiletkenler için daha düşük olacak rağmen onların Fermi enerji nedeniyle yüksek sıcaklık süperiletkenler olarak kabul edilir. Bu açıklama, süper iletken özellikleri daha iyi ortak yönleri süper iletken bir mekanizma ile ilişkili olabilir. 1968 yılında teorik çalışma- Neil Ashcroft tarafından öngörülen son derece yüksek basınçta o sağlam metalik hidrojen nedeniyle son derece yüksek Ses hızı yaklaşık Oda sıcaklık süper iletken hale gelmelidir ve kaplin arasında iletken elektron ve kafes titreşimlergüçlü bekleniyor. Bu henüz deneysel olarak doğrulanması için 's. Tüm bilinen yüksek-Tc süperiletkenler tip II süper iletkenler vardır. Aksine türü-ben süper iletkenler, hangi Meissner etkisinedeniyle tüm manyetik alanların kovmak, tip II süper iletkenler manyetik akı, şimdiki birimleri "delik" ya da "boru" normal metalik bölgeler Girdaplardenilen süper iletken toplu olarak oluşturma iç nüfuz alanları sağlar. Sonuç olarak, yüksek-Tc süper iletkenler çok daha yüksek manyetik alanlar karşılayabilir.
Devam eden araştırma
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTlpTDJKaUwxUnBiV1ZzYVc1bFgyOW1YMU4xY0dWeVkyOXVaSFZqZEdsMmFYUjVYMlp5YjIxZk1Ua3dNRjkwYjE4eU1ERTFMbk4yWnk4ME9EQndlQzFVYVcxbGJHbHVaVjl2Wmw5VGRYQmxjbU52Ym1SMVkzUnBkbWwwZVY5bWNtOXRYekU1TURCZmRHOWZNakF4TlM1emRtY3VjRzVuLnBuZw==.png)
Ne kadar yüksek sıcaklık süperiletkenler süperiletkenlik doğar soru büyük çözülmemiş sorunlar kuramsal yoğun madde fiziğibiridir.Elektronların Bu kristaller neden olan form çiftleri için bir mekanizma bilinmemektedir. Yoğun araştırma ve çok umut verici ilan rağmen bir açıklama defa bilim adamları atlatmış. Bunun bir nedeni söz konusu malzemeler genellikle çok karmaşık, çok katmanlı kristaller (örneğin,BSCCO), teorik modellenmesi zor hale olmasıdır. Çeşitli örnekler ve kalitesini artırma da var olan bileşikleri ve birleştirici yeni malzeme, fiziksel özelliklerini kez Tc artırma umudu ile geliştirilmiş karakterizasyonu amacıyla her iki önemli araştırma açmaktadır. Teknolojik araştırma HTS malzeme ekonomik açıdan kendi kullanımı için yeterli miktarda yapımı ve bunların özelliklerini uygulamaları ile ilgili olarak en iyi duruma getirme üzerinde duruluyor.
Olası bir mekanizma
HTS. için iki temsilcisi teori olmuştur. İlk olarak, HTS antiferromagnetic spin dalgalanmalar katkılı bir sistem ortaya sürülmüştür. Bu teoriye göre cuprate HTS eşleştirme dalga fonksiyonu dx2-y2 simetri olmalıdır. Böylece, eşleştirme dalga fonksiyonu dsahip olup olmadığını belirleme-dalga simetri spin dalgalanma mekanizması test etmek esastır. HTS parametresi (dalga fonksiyonu eşleştirme) sipariş ederseniz, dsahip değil-dalga simetri, sonra spin dalgalanmalar ile ilgili bir eşleşme mekanizması ekarte. (Demir esaslı süper iletkenler için benzer argümanlar yapılabilir ama farklı malzeme özelliklerine farklı bir eşleşme simetrisi sağlar.) İkinci olarak, oldu interlayer model kaplin, hangi göre BCS-tür oluşan bir katmanlı yapısı (s-dalga simetri) süper iletkenler süperiletkenlik geliştirmek kendisi tarafından. Her katmanı arasında ek Tunnelbau etkileşim sunarak, bu modeli sipariş parametresi Anizotropik simetri yanı sıra HTS. ortaya çıkması başarıyla açıkladı Böylece, huzursuz bu sorunu çözmek için oldu gibi photoemission spektroskopisi, NMR,özgül sıcaklık ölçümleri, sayısız deneyler vs. Ama, ne yazık ki, sonuçları belirsiz, diğerleri s simetri desteklenir, ancak bazı raporlar d simetri HTS için desteklenen. Muhtemelen deneysel kanıtlar yanı sıra deneysel sorunları örnek kalite, kirlilik saçılma, eşleştirme, gibi dolaylı doğası kökenli bu çamurlu bir durum.
D simetri destekleyen birleşim deneyi
![image](https://www.wikipedia.tr-tr.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraXBlZGlhLnRyLXRyLm5pbmEuYXovaW1hZ2UvYUhSMGNITTZMeTkxY0d4dllXUXVkMmxyYVcxbFpHbGhMbTl5Wnk5M2FXdHBjR1ZrYVdFdlkyOXRiVzl1Y3k5MGFIVnRZaTgxTHpVMUwwMWxhWE56Ym1WeVgyVm1abVZqZEY5d01UTTVNREEwT0M1cWNHY3ZNakl3Y0hndFRXVnBjM051WlhKZlpXWm1aV04wWDNBeE16a3dNRFE0TG1wd1p3PT0uanBn.jpg)
Çamurlu durumun üstesinden gelmek için akıllı bir deneysel tasarım oldu. Akı niceleme BritArt2Cu3O7 üç tane halka üzerinde (YBCO) dayalı bir deneme sipariş parametre simetri HTS. test için önerilen Sipariş parametre simetri en iyi bağlantı arayüzü Cooper çiftlerinin tünel Josephson kavşak veya zayıf bağlantı boyunca probed. Bu yarı-tam sayı akı, diğer bir deyişle, bir spontan mıknatıslanma sadece d simetri süperiletkenler bir birleşme için meydana gelebilir bekleniyordu. Ama birleşme deneyi HTS simetri belirlemek için en güçlü yöntemi parametre sipariş bile, sonuçları belirsiz olmuştur. J. böylece nerede temiz sınırı (hiçbir kusurları) ve kirli sınırı (maksimal kusurları) eşzamanlı olarak kabul edildi bir deney tasarladılar R. Kirtley ve C. C. Tsuei belirsiz sonuçlar HTS, içine defektleri geldiğini sanıyordum. Deneyde, spontan mıknatıslanma açıkça YBCO, sipariş parametresi d simetri YBCO içinde desteklenen gözlendi. Ama YBCO Ortorombik olduğundan, doğal olarak s simetri bir katkı olabilir. Yani, kendi tekniği daha da ayarlama tarafından buldular YBCO s simetri yaklaşık % 3 içinde bir katkı oldu. [65] Ayrıca, onlar tetragonal Tl2Ba2CuO6saf d2-y2 x sipariş parametre simetri olduğunu fark etti.
Spin-dalgalanma mekanizması nitel açıklaması
Bunca yıl rağmen yüksek-Tc süperiletkenlik mekanizması hala çoğunlukla tam teorik hesaplamalar gibi güçlü etkileşen elektron sistemleri üzerinde olmaması nedeniyle son derece tartışmalı. Ancak, en titiz teorik hesaplamalar fenomenolojik ve grafiksel yaklaşımları da dahil olmak üzere, bu sistemler için eşleme mekanizması olarak manyetik dalgalanmaları birleşirler. Nitel açıklama aşağıdaki gibidir: Bir süperiletken elektron akışı tek tek elektron çözümlenemeyen ama yerine ilişkili elektronlar, Cooper çiftlerinin denilen birçok çiftlerinden oluşur. Ne zaman başka bir elektron çeker ve ilişkili bir çifti oluşturur çevreleyen kristal kafes, malzeme ile hareketli bir elektron bozan geleneksel süperiletkenler içinde bu çifti oluşur. Buna bazen "su yatağı" etkisi adı verilir. Cooper iki yerinden belli minimum enerji gerektirir ve kristal kafes termal dalgalanmalar bu enerji daha küçük ise çift enerji gondererek olmadan akabilir. Bu yeteneği elektron akışı direniş olmadan süperiletkenlik için yol açar. Yüksek-Tc süperiletken, içinde mekanizması dışında bu durumda, phonons hemen hemen herhangi bir rolü oynamak ve onların rol spin-yoğunluk dalgaları ile değiştirilir, geleneksel bir süperiletken için son derece benzerdir. Tüm konvansiyonel süperiletkenler güçlü Fonon sistemleri olarak, tüm yüksek -Tc süperiletkenler güçlü spin yoğunluğu dalga sistemleri, manyetik bir geçiş için örneğin, bir antiferromagnet yakınında bulunmaktadır içinde vardır. Bir elektron bir yüksek-Tc süper iletken hareket ettiğinde kendi spin etrafında bir spin-yoğunluk dalgası oluşturur. İlk elektron (tekrar su yatağı etkisi) tarafından oluşturulan spin depresyon içine düşmek yakındaki bir elektron spin yoğunluğu dalga neden. Bu nedenle, yine, Cooper çifti oluşur. Sistem sıcaklık indirdi, daha fazla spin yoğunluğu dalgalar ve Cooper çiftlerinin, sonunda lider süperiletkenlik için oluşturulur. Yüksek-Tc sistemleri, manyetik sistemleri Coulomb etkileşim nedeniyle bu sistemlerde olduğu gibi orada elektronlar arasındaki güçlü Coulomb itme unutmayın. Bu Coulomb itme aynı kafes sitede Cooper çiftlerinin eşleşmeyi engeller. Elektron çifti yakın komşu örgü siteleri sonucunda oluşur. Bu sözde d-Dalga eşleştirme, eşleştirme durumu köken bir düğüm (sıfır) sahip olduğu.
Örnekler
Yüksek-Tc cuprate süperiletkenler La1.85Ba0,15CuO4ve YBCO (itriyum-baryum-bakır-oksit), hangi ünlü süperiletkenlik sıvı azot kaynama yukarıda elde etmek için ilk malzeme olarak örnekler.
Geçiş sıcaklığı (Kelvin) | Geçiş sıcaklığı (Celcius) | Materyal | Sınıf |
---|---|---|---|
195 | −78 | Kuru buz'un süblimleşme noktası | |
184 | −89.2 | Yeryüzünde kaydedilen en düşük sıcaklık | |
133 | −140 | Bakır-oksit süperiletkenler | |
110 | −163 | ||
93 | −180 | ||
90 | −183 | Sıvı oksijen'in kaynama noktası | |
77 | −196 | 'un kaynama noktası | |
55 | −218 | SmFeAs(O,F) | Demir bazlı süperiletkenler |
41 | −232 | CeFeAs(O,F) | |
26 | −247 | LaFeAs(O,F) | |
20 | −253 | Sıvı hidrojen'in kaynama noktası | |
18 | −255 | Metalik düşük sıcaklık süperiletkenleri | |
10 | −263 | ||
9.2 | −263.8 | Nb | |
4.2 | −268.8 | Sıvı helyum'un kaynama noktası | |
4.2 | −268.8 | Hg (cıva) | Metalik düşük sıcaklık süperiletkenleri |
Ayrıca bakınız
Dış bağlantılar
- High temperature superconductivity research at Cornell University 9 Ocak 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- Superconductor Science and Technology 26 Eylül 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- American Superconductor and Consolidaded Edison laying first superconductor grid in New York 29 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- Video of a magnet floating on a HTSC 21 Haziran 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- High-Temperature Superconductor Technologies
- High-Temperature Superconductivity in Cuprates 2 Aralık 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (2002) Book
- New LaOFeAs HTS SciAm
- Pseudogap from ARPES experiment: three gaps in cuprates and topological superconductivity (Review) (2015) 17 Temmuz 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu maddede bircok sorun bulunmaktadir Lutfen sayfayi gelistirin veya bu sorunlar konusunda tartisma sayfasinda bir yorum yapin Bu madde veya sayfa baska bir dilden kotu bir bicimde tercume edilmistir Sayfa makine cevirisi veya dilde yetkinligi bulunmayan bir cevirmen tarafindan olusturulmus olabilir Lutfen ceviriyi gelistirmek icin yardim edin Haziran 2023 Bu maddenin iceriginin Turkcelestirilmesi veya Turkce dilbilgisi ve kurallari dogrultusunda duzeltilmesi gerekmektedir Bu maddedeki yazim ve noktalama yanlislari ya da anlatim bozukluklari giderilmelidir Yabanci sozcukler yerine Turkce karsiliklarinin kullanilmasi karakter hatalarinin duzeltilmesi dilbilgisi hatalarinin duzeltilmesi vs Duzenleme yapildiktan sonra bu sablon kaldirilmalidir Yuksek sicaklik superiletkenleri normalin uzerinde sicakliklarda superiletken olarak davranan materyallerdir Ilk yuksek sicaklik superiletkeni 1986 da IBM arastirmacilari Georg Bednorz ve K Alex Muller tarafindan kesfedilmistir ve 1987 de seramik materyalindeki yuksek iletkenlik kesfinde onemli atilimlarindan dolayi Nobel Fizik Odulu ile odullendirilmislerdir Siradan ya da genellikle 30 Kelvin 243 15 C altinda gecis sicakliklarina sahipken yuksek sicaklik superiletkenleri 138 K 135 15 C kadar iletkenlik sicakliklariyla gozlemlenir 2008 e kadar sadece belirli bakir ve oksijen bilesiklerinin kupratlar yuksek sicaklik superiletkenlik ozelliklerine sahip olduguna inaniliyordu ve yuksek sicaklik superiletkenlik terimi bizmut stronsiyum kalsiyum itriyum baryum gibi bilesikler icin bakir oksijen superiletkenleri yerine kullaniliyordu fakat su an bircok demir bilesiginin azot grubundakilerin yuksek sicakliklarda superiletkenligi biliniyor Yuksek sicaklik superiletkeninin kucuk bir ornegi 2223 TarihceSuperiletkenlik olgusu 1911 de 4 K 269 15 C nin altinda metalik civa icinde Heike Kamerlingh Onnes tarafindan kesfedildi 75 yil sonra arastirmacilar superiletkenligi daha yuksek sicakliklarda gozleme atiliminda bulundu 1970 lerin sonunda icin gerekli olan sicakliktan cok daha yukseginde superiletkenlik belirli metal oksitler icin yuksek sicakliklarda gozlemlendi 13 K 260 10 C 1986 da J Georg Bednorz ve K Alex Muller Isvicre Zurih yakinlarinda IBM arastirma laboratuvarinda calisirken yeni bir superiletken sinifi seramik kesfetti Bednorz direncleri 35 K 238 2 C sicaklik civarinda sifira dusen bir bilesigine ve bakir oksite rastladi Sonuclari basta Houston Universitesi nden Paul Chu ve Tokyo Universitesi nden olmak uzere yakin zamanda bircok grup tarafindan onaylandi Kisa sure sonra ni kullanarak bu materyallerin ilk tanimlamasiyla geldi fakat materyallerin tam anlami bugun hala gelismektedir Bu superiletkenlerin su an d dalga simetrisini bulundurdugu bilinmektedir Yuksek sicaklik cuprate super iletkenlerinin d dalga ciftini icerdigi onerisi ilk olarak 1987 de ve tarafindan yapilmistir Bunu kullanarak 1988 de Inui Doniach Hirschfeld ve Ruckenstein izlemis ve Gros Poilblanc Rice ve Zhang Kotliar ve Liu d dalgasi eslesmesinin RVB teorisinin dogal bir sonucu oldugunu tanimlamistir Cuprate superiletkenlerinin d dalgasi dogasinin onayi cesitli deneylerle yapilmistir Bunlardan bazilari d dalgasi bogumlarinin Angle Resolved Photoemission Spektroskopi nde uyarilmis spektrumda dogrudan gozlemlenen the observation of a half integer flux in tunneling experiments ve dolayli yoldan penetrasyon derinliginin sicaklik bagliligi ozisi ve termal iletkenliktir Cesitli bagimsiz arastirma gruplari tarafindan onaylanan en yuksek gecis sicakligina sahip superiletken civa baryum kalsiyum bakir oksit HgBa2Ca2Cu3O8 dir 133 K civarinda Yuksek Sicaklik Seramik Superiletkenlerinin Kristal YapilariYuksek Tc bakir oksit ya da cuprate super iletkenlerinin yapisi cogunlukla perovskite yapisi ile yakindan ilgilidir ve bu bilesiklerin yapilari bozuk oksijen yetersiz coklu katmanli perovskite yapilari olarak tanimlanir Oksit super iletkenlerinin kristal yapisinin ozelliklerinden biri degisken CuO2 tabakalarinin coklu katmanlaridir ve super iletkenlik bu katmanlar arasinda yer alir Daha cok CuO2 katmani daha yuksek Tc anlamina gelir Bu yapi elektrik akimlari CuO2 levhalarinin oksijen kisimlari icinde enduklenen holler tarafindan tasindigi icin genis bir anizotropiye neden olur Elektriksel iletkenlik dik yone kiyasla CuO2 duzlemine paralelken cok daha fazla iletkenlikle oldukca anizotropiktir Genellikle kritik sicakliklar kimyasal kompozisyonlara katyon yer degistirmesine ve oksijen icerigine baglidir YBaCuO super iletkenleri YBCO birim hucre Ilk super Tc ile itriyum baryum bakir oksit BritArt2Cu3O7 x gt 77 K sivi azot kaynama noktasi oldugu bulundu uc farkli metal BritArt2Cu3O7 super iletken icindeki oranlarini 1 2 sirasiyla bakir icin baryum itriyum icin 3 mol orani vardir Boylece belirli bir superiletken genellikle 123 super iletken anilir Birim hucre BritArt2Cu3O7 uc pseudocubic perovskite birim hucreleri olusur Her perovskite birim hucre Merkezi Y veya Ba bir atom icerir alt birim hucre Y bir orta ve ust birim hucre Ba Ba Boylece Y ve Ba Ba Ba Y c ekseni boyunca sirayla dizilir Birim hucrenin tum kose siteleri Cu iki farkli coordinations Cu 1 ve Cu 2 oksijen acisindan sahip tarafindan isgal edilmistir Oksijen icin dort olasi crystallographic site O 1 O 2 O 3 ve O 4 Y ve Ba koordinasyon polyhedra oksijen acisindan farklidir Oysa BritArt2Cu3O7 yedi oksijen atomlari vardir ve bu nedenle bir oksijen eksikligi perovskite yapi anilir perovskite birim hucre uce katlandi dokuz oksijen atomlari icin yol acar Farkli Katmanlar yiginlama yapisi vardir CuO BaO CuO2 Y CuO2 BaO CuO Bir anahtar ozelligi birim hucrenin BritArt2Cu3O7 x YBCO CuO2iki kat varligidir Y ucak iki CuO2 ucak arasinda ayirici olarak hizmet icin roldur YBCO icinde Cu O zincirleri superiletkenlik icin onemli bir rol oynamak icin bilinir T x 0 15 yapisi Ortorombik c 92 K azami durumdadir Ustuniletkenlik x 0 6 at YBCO yapisal donusumu Ortorombik icin tetragonal olustugu kaybolur BI Tl ve yuksek Tc superiletkenler Hg temelli BI Tl ve yuksek Tc superiletkenler Hg temelli kristal yapisini cok benzer YBCO gibi perovskite type ozelligi ve CuO2 kat varligi da bu superiletkenler bulunmaktadir Ancak YBCO Cu O zincirleri bu superiletkenler mevcut degildir Oysa diger yuksek Tc superiletkenler tetragonal bir yapiya sahip YBCO super Ortorombik bir yapiya sahiptir Bi Sr Ca Cu O sistem homolog seri Bi2Sr2Can 1CunOn4 2 x olusturan uc super iletken asama vardir n 1 2 ve 3 BI 2201 Bi 2212 ve Bi 2223 gecis sicakligi 20 85 ve 110 K sirasiyla sahip bu uc asamada nerede numaralandirma sistemini temsil atom sayisi BI Sr Ca ve Cu sirasiyla Iki asamada hangi olusmak iki yamultulmus crystallographic birim hucre tetragonal bir yapiya sahip Bu asamalardan birim hucre iki atom bir ucagin sonraki ardisik ucagin oksijen atomu oturur bir sekilde yigilmis cift BI O ucaklari var Ca atom icinde CuO2 kat BI 2212 ve Bi 2223 ic katman olusturur BI 2201 asamasinda hicbir Ca katman vardir Birbirleriyle CuO2 ucak sayisi uc asamada farkli BI 2201 Bi 2212 ve Bi 2223 asamalari sirasiyla CuO2 ucak bir iki ve uc var Bu asamalardan c eksen asagidaki tabloya bakin CuO2 ucak sayisini artirir Cu atom koordinasyonunda uc asamali olarak farklidir Oysa 2212 icinde piramidal bir aranjman bes oksijen atomlari tarafindan Cu atom cevrelenmis Cu atom 2201 asamasinda bir orbitallerinin koordinasyon oksijen atomlari ile ilgili formlar 2223 yapisinda oksijen acisindan iki coordinations Cu vardir bir Cu atom dort oksijen atomlari kare duzlemsel yapilandirma ile bagli ve baska bir Cu atom piramidal bir aranjman bes oksijen atomlari ile koordine Tl Ba Ca Cu O super iletken Ise ikinci serisi 2 Tl Ey Katmanlar iceren bir formul Tl2Ba2Can 1CunO n 2n 4 Tl esasli super bir Tl Ey katman iceren ilk serisi genel formulu TlBa2Can 1CunO2n 3 var 1 2 ve 3 Tl2Ba2CuO6 Tl 2201 yapisinda bir CuO2 katman yiginlama sirasi Tl O Tl O Ba O Cu O Ba O Tl O Tl O ile var TL2Ba2CaCu2O8 Tl 2212 bir Ca tabaka arasinda iki Cu O katmanlari vardir Tl2Ba2CuO6 yapisi Tl O katmanlari Ba O katmanlari disinda mevcut benzer TL2Ba2Ca2Cu3O10 Tl 2223 Ca katmanlari arasinda her bu kapsayan uc CuO2 katmani vardir TL esasli super iletkenler Tc CuO2 kat artis artis bulunmustur Ancak Tc degeri dort CuO2 kat TlBa2Can 1CunO2n 3ve Tl2Ba2Can 1Cunsonra O2n 4 bilesik sonra uc CuO2 kat azalir azalir Hg Ba Ca Cu O super iletken Kristal yapisi HgBa2CuO4 Hg 1201 HgBa2CaCu2O6 Hg 1212 ve HgBa2Ca2Cu3O8 Hg 1223 Tl 1201 Tl 1212 ve Tl 1223 Hg Tl yerine ile benzerdir Tc Hg bilesik Hg 1201 iceren bir CuO2 kat daha buyuk bir CuO2ile karsilastirildiginda onemli talyum Tl 1201 bilesik katman Hg esasli super iletken Tc CuO2 katman arttikca artmaya da bulunur HG 1201 icin Hg 1212 ve Hg 1223 Tc 94 128 ve ortam basinci 134 K kayit degerinin sirasiyla asagidaki gosterildigi tablo degerlerdir Hg 1223 Tc 153 K yuksek basinc altinda artar gozlem bu bilesik Tc bilesigin yapisini cok duyarli oldugunu gosterir Kritik sicaklik Tc bazi yuksek Tc superiletkenlerinin kristal yapisi ve kafes sabitleri Kimyasal formul Gosterim Tc K Birim hucredeki Cu O duzlemlerinin sayisi Kristal yapiYBa2Cu3O7 123 92 2 OrtorombikBi2Sr2CuO6 Bi 2201 20 1 TetragonalBi2Sr2CaCu2O8 Bi 2212 85 2 TetragonalBi2Sr2Ca2Cu3O6 Bi 2223 110 3 TetragonalTl2Ba2CuO6 Tl 2201 80 1 TetragonalTl2Ba2CaCu2O8 Tl 2212 108 2 TetragonalTl2Ba2Ca2Cu3O10 Tl 2223 125 3 TetragonalTlBa2Ca3Cu4O11 Tl 1234 122 4 TetragonalHgBa2CuO4 Hg 1201 94 1 TetragonalHgBa2CaCu2O6 Hg 1212 128 2 TetragonalHgBa2Ca2Cu3O8 Hg 1223 134 3 TetragonalYuksek Tc superiletkenler hazirlanmasiYuksek Tc superiletkenler hazirlanmasi icin en basit yontem karistirma calcination ve sinterlemeilgili kati hal Termokimyasal bir tepkidir Uygun miktarda habercisi tozlar genellikle oksitler ve karbonati iyice bir Top millkullanarak karistirilir Cozum kimya coprecipitation dagilmasi ve sol jel yontemi homojen bir karisim hazirlamak icin alternatif yollar gibi isler Bu tozlar icin birkac saat kalsine 950 C 800 C sicaklik araliginda bulunmaktadir Tozlar sogutmali sandalye ve tekrar kalsine Bu islem homojen bir malzeme almak icin birkac kez tekrarlanir Tozlar sonradan granul icin duzenlenmis ve Sinterlenmis Sinterleme Cevre sicakligi tavlama zaman atmosfer ve sogutma hizi oyun icinde yuksek Tc super iletken malzeme iyi getting cok onemli bir rol gibi BritArt2Cu3O7 x bilesik hazirlanan calcination ve homojen karisimi Y2O3 domuz pastirmasi askeri3 ve CuO uygun atom orani sinterleme Sinterleme atmosferinde oksijen 950 C yapilmasi ise calcination 900 950 C de yapilir Oksijen stoichiometry bu malzeme bir super iletken BritArt2Cu3O7 x bilesik elde etmek icin cok onemlidir Sinterleme sirasinda hangi uzerinde oksijen atmosfere sogutma yavaslatmak 2Cu3O6 bilesik olusturulur Yariiletken tetragonal BritArt super iletken BritArt doner2Cu3O7 x Uptake ve oksijen kaybi BritArt2 Cu3O7 xtersine cevrilebilir Tam okside Ortorombik BritArt2Cu3O7 x ornek tetragonal BritArt2Cu3O6 Isitma vakum uzerinde 700 C sicaklikta tarafindan donusturulebilir BI Tl ve yuksek Tc superiletkenler Hg tabanli hazirlanmasi icin YBCO gore zor bir sey Bu super iletkenler sorunlara benzer katmanli bir yapiya sahip uc veya daha fazla asama varligi nedeniyle ortaya cikmaktadir Boylece sozdizimsel intergrowth ve yigin hatalari gibi hatalari sentezi sirasinda ortaya cikan ve super iletken Monofaze izole etmek zorlasir BI 2223 Tc 110 K tek bir asama hazirlamak cok zordur ancak BI Sr Ca Cu O icin Bi 2212 Tc 85 K faz hazirlanmak basit BI 2212 faz 860 870 C de sinterleme sadece birkac saat sonra gorunur ancak BI 2223 asamasi daha buyuk kismini uzun tepki suresi bir haftayi 870 C de sonra kurulan Pb ikame BI Sr Ca Cu O bilesik icinde yuksek Tc faz buyumesini tesvik tespit edilmis olsa da uzun sinterleme zaman hala gereklidir Ozellikler Yuksek sicaklik superiletkenlik baglaminda iki ortak tanim vardir 1 30 K sicaklik bu tarihsel BCS kuramitarafindan izin verilen ust sinir olarak alinmisti alinti gerekli Ayrica yukarida 1973 kaydi 23 k bu bakir oksit malzemelerin 1986 yilinda kesfedildi kadar suren bu 2 Fermi sicaklik elementel civa veya kursungibi geleneksel super iletkenler icin daha buyuk bir kismi bir gecis sicakligi sahip Bu tanim daha cesitli alisilmamis superiletkenlerkapsar ve teorik modeller baglamda kullanilir Etiket yuksek Tc kritik sicaklik sivi azot 77 K veya 196 C kaynama buyuk olan malzemeler icin bazi yazarlar tarafindan ayrilmis olabilir Ancak birkac malzeme orijinal kesif ve yeni kesfedilen pnictide superiletkenler dahil kritik sicakliklari 77 K asagida vardi ama sik yayin yuksek Tc sinif varlik olarak adlandirilir Teknolojik uygulamalar hem de yuksek kritik sivi azot ve ayrica daha yuksek kritik manyetik alan ve kritik akim yogunlugu kaynama noktasi olmak sicaklik yarar hangi superiletkenlik yok Miknatis uygulamalarinda yuksek kritik manyetik alan yuksek Tc kendini daha degerli olabilir Bazi cuprates 100 Tesla bir ust kritik alani vardir Ancak cuprate uretmek pahali ve teller veya diger yararli sekil icine kolayca dondu degil kirilgan seramik malzemelerdir Yogun deneysel ve teorik arastirma iki yil sonra 100 000 den fazla kagitlari cesitli ortak ozellikleri yuksek sicaklik superiletkenler ozelliklerinde tespit edilen konuda yayinlandi 2011 yili itibariyla hayir yaygin kabul teorisi ozelliklerini aciklar Geleneksel super iletkenler elementel civa veya yeterince BCS kurami cuprate super iletkenler ve digersiradisi super iletkenler acikladi kursun gibi goreli ayirt edici kalir Ayrica cok tartismalar yasandi yuksek sicaklik superiletkenlik YBCO demir esasli super iletkenler manyetik siparis ile yasamaya dair birkac ruthenocuprates ve diger egzotik super iletkenler ve arama malzemeleri diger aileler icin devam ediyor HTS tip II super iletkenler izin olanquantized birimlerinde aki cok yuksek manyetik alanlarda ustuniletkenlik bastirmak icin gerekli anlamina gelir onlarin ic nufuz manyetik alanlar vardir Katmanli yapisi da yonlu bagimlilik manyetik alan yanit verir Cuprates Cuprate super iletkenler genelde zayif birlestiginde bakir oksit CuO2 katmanlar icinde hareket elektronlar tarafindan belirlenen super iletken ozellikleri ile quasi two dimensional malzeme olarak kabul edilir Komsu katmanlari lantan baryum Stronsiyumveya diger atomlar gibi iyonlari iceren yapisi ve uyusturucu elektron veya bakir oksit tabakalar uzerine delikler stabilize etmek icin hareket Undoped Ana veya Anne bilesikler ile yeterince dusuk sicaklikta uzun menzilli antiferromagnetic siparis Mott izolatorler vardir Tek bant modelleri genellikle elektronik ozellikleri aciklamak yeterli sayilir Cuprate super iletkenler perovskite yapinin benimsenmesi Dama Tahtasi kafesler kareler O2 iyonlari ile her bir kare merkezinde iyon Cu2 bakir oksit ucaklar Birim hucre tarafindan bu kareler uzerinden 45 dondurulmus Super iletken malzemelerin kimyasal formuller genellikle superiletkenlik icin gerekli doping aciklamak icin kesirli sayilar icerir Cuprate super iletkenler birkac aile ve icerdigi ogeleri ve her super iletken bir blok icinde bitisik bakir oksit katman sayisini tarafindan toplanabilir Ornegin YBCO ve BSCCO alternatif olarak icin Y123 ve Bi2201 Bi2212 Bi2223 katmanlar halinde her super iletken bir blok n sayisina bagli olarak belirtilebilir Super iletken gecis sicakligi kurmak icin en uygun doping degerini de p0 16 ve katmanlar halinde her super iletken bir blok genellikle n sayisi 3 Ustuniletkenlik cuprates icinde olasi mekanizmalari hala onemli tartismalar ve daha fazla arastirma konusu vardir Tum malzemeler icin ortak bazi yonleri tespit edilmistir Benzerlikler arasinda antiferromagnetic undoped malzemeler dusuk sicaklik durumunu ve doping uzerine oncelikle dx2 y2 yorunge durumunu Cu 2 iyonlari ortaya super iletken devlet onermek elektron elektron etkilesimleri superiletkenlik alisilmamis yapma cuprates elektron Fonon etkilesimleri cok daha onemli Fermi yuzey son is yerlestirme spin dalgalari bulundugu antiferromagnetic Brillouin bolgesi dort noktalarda meydana gelir ve super iletken enerji acigi bu noktalarda daha buyuk gostermistir Cogu cuprates kontrast icin de BCS kurami tarafindan aciklanan geleneksel super iletkenler ile gozlenen zayif izotop etkileri Benzerlikler ve farkliliklar delik katkili ozelliklerini ve elektron cuprates katkili En azindan en uygun doping pseudogap faz varligi Gecis sicakligi superfluid yogunlugu ile ilgili Uemura arsa farkli egilimler Londra penetrasyon derinligi karesiyle ters orantili underdoped cuprate super iletkenler cok sayida kritik sicaklik gibi gorunuyor ama olcululuk sabiti delik ve elektron katkili cuprates icin farklidir Dogrusal egilim bu malzemelerin fizik siddetle iki boyutlu anlamina gelir Cuprates spin uyarilmalar deki evrensel kum saati seklinde ozelligi esnek olmayan notron kirinimi kullanilarak olculdu Nernst etkisi hem de belirgin super iletken ve pseudogap asamalari Demir esasli super iletkenler Demir tabanli superiletkenler demir ve pnictogenkatmanlari icerir arsenik veya fosforgibi ya da bir chalcogen Su anda ikinci aile bu cuprates arkasinda en yuksek kritik sicaklik Super iletken ozellikleri 4 K LaFePO superiletkenlik kesfi ile 2006 yilinda basladi ve benzer malzeme LaFeAs O F superconduct 43 K basinc altinda at bulunduktan sonra 2008 yilinda daha fazla dikkat kazandi Demir tabanli superconductor ailedeki en yuksek kritik sicaklik FeSe nerede bir kritik sicaklik 100 K fazla son zamanlarda bildirilmistir ince filmlerin adli biri yok Ozgun buluslar beri demir tabanli superiletkenler birkac aile ortaya cikmistir LnFeAs O F ya da LnFeAsO1 x Ln lanthanide Tc 56 K kadar 1111 malzemesi olarak anilacaktir Bu malzemelerinflorur degisken daha sonra benzer Tc degerleri ile bulundu Ba K Fe22 ve demir arsenide katmanlar ciftleri ile ilgili malzemeler olarak 122 bilesikler adlandirilir T demir kobalt ile degistirildiginde c degerler 38 K kadar bu malzemeler de superconduct arasinda Edebileceginen ve NaFeAs Tc kadar yaklasik 20 K Bu malzemeler superconduct stokiometrik kompozisyon kapatin ve 111 bilesikler adlandirilir FeSe kucuk kapali stoichiometry veya fosfor doping ile Manyetik siparisi daha dusuk sicaklikta cuprate super iletkenler icin benzer bir Ortorombik tetragonal yapisal faz gecis takip en undoped demir tabanli superiletkenler goster Ancak onlar Mott izolatorler yerine yoksul metaller ve bes Grup Fermi yuzey yerine bir tane var Demir arsenide Katmanlar katkili gibi faz diyagrami ortaya cikan super iletken faz icin Kapat veya manyetik faz ortusen ile oldukca benzer Tc degeri degisir Fe kadar bag acilari ile guclu bir kanit zaten ortaya cikmistir ve optimal Tc degeri deforme RecberUludag tetrahedra ile elde edilen gosterir Eslestirme wavefunction simetri hala yaygin olarak tartisildi ama bir genisletilmis s dalgasi senaryo su anda sevdigi Bazen yuksek sicaklik superiletkenler adlandirilan diger malzemeler Tc degeri 39 k uzerinde tarihsel BCS superiletkenler icin beklenir cunku magnezyum Diborur zaman zaman icin yuksek sicaklik superconductor gecer Ancak bu daha genel olarak en yuksek Tc geleneksel super artan Tc meydana gelen iki ayri grup Fermi seviyesi mevcut varlik olarak kabul edilir Fulleride super iletkenler nerede alkali metal atomlari C60 molekulleri gosteri superiletkenlik Cs3C6038 K kadar sicaklikta icine ara Bazi organik super iletkenler ve agir fermiyon bilesikler yuksek Tc degerlerine gore Tc degerleri bircok geleneksel superiletkenler icin daha dusuk olacak ragmen onlarin Fermi enerji nedeniyle yuksek sicaklik superiletkenler olarak kabul edilir Bu aciklama super iletken ozellikleri daha iyi ortak yonleri super iletken bir mekanizma ile iliskili olabilir 1968 yilinda teorik calisma Neil Ashcroft tarafindan ongorulen son derece yuksek basincta o saglam metalik hidrojen nedeniyle son derece yuksek Ses hizi yaklasik Oda sicaklik super iletken hale gelmelidir ve kaplin arasinda iletken elektron ve kafes titresimlerguclu bekleniyor Bu henuz deneysel olarak dogrulanmasi icin s Tum bilinen yuksek Tc superiletkenler tip II super iletkenler vardir Aksine turu ben super iletkenler hangi Meissner etkisinedeniyle tum manyetik alanlarin kovmak tip II super iletkenler manyetik aki simdiki birimleri delik ya da boru normal metalik bolgeler Girdaplardenilen super iletken toplu olarak olusturma ic nufuz alanlari saglar Sonuc olarak yuksek Tc super iletkenler cok daha yuksek manyetik alanlar karsilayabilir Devam eden arastirmasuperiletken zaman cizelgesi Ne kadar yuksek sicaklik superiletkenler superiletkenlik dogar soru buyuk cozulmemis sorunlar kuramsal yogun madde fizigibiridir Elektronlarin Bu kristaller neden olan form ciftleri icin bir mekanizma bilinmemektedir Yogun arastirma ve cok umut verici ilan ragmen bir aciklama defa bilim adamlari atlatmis Bunun bir nedeni soz konusu malzemeler genellikle cok karmasik cok katmanli kristaller ornegin BSCCO teorik modellenmesi zor hale olmasidir Cesitli ornekler ve kalitesini artirma da var olan bilesikleri ve birlestirici yeni malzeme fiziksel ozelliklerini kez Tc artirma umudu ile gelistirilmis karakterizasyonu amaciyla her iki onemli arastirma acmaktadir Teknolojik arastirma HTS malzeme ekonomik acidan kendi kullanimi icin yeterli miktarda yapimi ve bunlarin ozelliklerini uygulamalari ile ilgili olarak en iyi duruma getirme uzerinde duruluyor Olasi bir mekanizmaHTS icin iki temsilcisi teori olmustur Ilk olarak HTS antiferromagnetic spin dalgalanmalar katkili bir sistem ortaya surulmustur Bu teoriye gore cuprate HTS eslestirme dalga fonksiyonu dx2 y2 simetri olmalidir Boylece eslestirme dalga fonksiyonu dsahip olup olmadigini belirleme dalga simetri spin dalgalanma mekanizmasi test etmek esastir HTS parametresi dalga fonksiyonu eslestirme siparis ederseniz dsahip degil dalga simetri sonra spin dalgalanmalar ile ilgili bir eslesme mekanizmasi ekarte Demir esasli super iletkenler icin benzer argumanlar yapilabilir ama farkli malzeme ozelliklerine farkli bir eslesme simetrisi saglar Ikinci olarak oldu interlayer model kaplin hangi gore BCS tur olusan bir katmanli yapisi s dalga simetri super iletkenler superiletkenlik gelistirmek kendisi tarafindan Her katmani arasinda ek Tunnelbau etkilesim sunarak bu modeli siparis parametresi Anizotropik simetri yani sira HTS ortaya cikmasi basariyla acikladi Boylece huzursuz bu sorunu cozmek icin oldu gibi photoemission spektroskopisi NMR ozgul sicaklik olcumleri sayisiz deneyler vs Ama ne yazik ki sonuclari belirsiz digerleri s simetri desteklenir ancak bazi raporlar d simetri HTS icin desteklenen Muhtemelen deneysel kanitlar yani sira deneysel sorunlari ornek kalite kirlilik sacilma eslestirme gibi dolayli dogasi kokenli bu camurlu bir durum D simetri destekleyen birlesim deneyi Meissner etkisi ya da bir super iletken sivi azot ile sogutmali yukarida levitating miknatis Camurlu durumun ustesinden gelmek icin akilli bir deneysel tasarim oldu Aki niceleme BritArt2Cu3O7 uc tane halka uzerinde YBCO dayali bir deneme siparis parametre simetri HTS test icin onerilen Siparis parametre simetri en iyi baglanti arayuzu Cooper ciftlerinin tunel Josephson kavsak veya zayif baglanti boyunca probed Bu yari tam sayi aki diger bir deyisle bir spontan miknatislanma sadece d simetri superiletkenler bir birlesme icin meydana gelebilir bekleniyordu Ama birlesme deneyi HTS simetri belirlemek icin en guclu yontemi parametre siparis bile sonuclari belirsiz olmustur J boylece nerede temiz siniri hicbir kusurlari ve kirli siniri maksimal kusurlari eszamanli olarak kabul edildi bir deney tasarladilar R Kirtley ve C C Tsuei belirsiz sonuclar HTS icine defektleri geldigini saniyordum Deneyde spontan miknatislanma acikca YBCO siparis parametresi d simetri YBCO icinde desteklenen gozlendi Ama YBCO Ortorombik oldugundan dogal olarak s simetri bir katki olabilir Yani kendi teknigi daha da ayarlama tarafindan buldular YBCO s simetri yaklasik 3 icinde bir katki oldu 65 Ayrica onlar tetragonal Tl2Ba2CuO6saf d2 y2 x siparis parametre simetri oldugunu fark etti Spin dalgalanma mekanizmasi nitel aciklamasi Bunca yil ragmen yuksek Tc superiletkenlik mekanizmasi hala cogunlukla tam teorik hesaplamalar gibi guclu etkilesen elektron sistemleri uzerinde olmamasi nedeniyle son derece tartismali Ancak en titiz teorik hesaplamalar fenomenolojik ve grafiksel yaklasimlari da dahil olmak uzere bu sistemler icin esleme mekanizmasi olarak manyetik dalgalanmalari birlesirler Nitel aciklama asagidaki gibidir Bir superiletken elektron akisi tek tek elektron cozumlenemeyen ama yerine iliskili elektronlar Cooper ciftlerinin denilen bircok ciftlerinden olusur Ne zaman baska bir elektron ceker ve iliskili bir cifti olusturur cevreleyen kristal kafes malzeme ile hareketli bir elektron bozan geleneksel superiletkenler icinde bu cifti olusur Buna bazen su yatagi etkisi adi verilir Cooper iki yerinden belli minimum enerji gerektirir ve kristal kafes termal dalgalanmalar bu enerji daha kucuk ise cift enerji gondererek olmadan akabilir Bu yetenegi elektron akisi direnis olmadan superiletkenlik icin yol acar Yuksek Tc superiletken icinde mekanizmasi disinda bu durumda phonons hemen hemen herhangi bir rolu oynamak ve onlarin rol spin yogunluk dalgalari ile degistirilir geleneksel bir superiletken icin son derece benzerdir Tum konvansiyonel superiletkenler guclu Fonon sistemleri olarak tum yuksek Tc superiletkenler guclu spin yogunlugu dalga sistemleri manyetik bir gecis icin ornegin bir antiferromagnet yakininda bulunmaktadir icinde vardir Bir elektron bir yuksek Tc super iletken hareket ettiginde kendi spin etrafinda bir spin yogunluk dalgasi olusturur Ilk elektron tekrar su yatagi etkisi tarafindan olusturulan spin depresyon icine dusmek yakindaki bir elektron spin yogunlugu dalga neden Bu nedenle yine Cooper cifti olusur Sistem sicaklik indirdi daha fazla spin yogunlugu dalgalar ve Cooper ciftlerinin sonunda lider superiletkenlik icin olusturulur Yuksek Tc sistemleri manyetik sistemleri Coulomb etkilesim nedeniyle bu sistemlerde oldugu gibi orada elektronlar arasindaki guclu Coulomb itme unutmayin Bu Coulomb itme ayni kafes sitede Cooper ciftlerinin eslesmeyi engeller Elektron cifti yakin komsu orgu siteleri sonucunda olusur Bu sozde d Dalga eslestirme eslestirme durumu koken bir dugum sifir sahip oldugu OrneklerYuksek Tc cuprate superiletkenler La1 85Ba0 15CuO4ve YBCO itriyum baryum bakir oksit hangi unlu superiletkenlik sivi azot kaynama yukarida elde etmek icin ilk malzeme olarak ornekler Iyi bilinen superiletkenlerin gecis sicakliklari Karsilastirma icin sivi nitrojenin kaynama noktasi baz alinmistir Gecis sicakligi Kelvin Gecis sicakligi Celcius Materyal Sinif195 78 Kuru buz un sublimlesme noktasi184 89 2 Yeryuzunde kaydedilen en dusuk sicaklik133 140 Bakir oksit superiletkenler110 16393 18090 183 Sivi oksijen in kaynama noktasi77 196 un kaynama noktasi55 218 SmFeAs O F Demir bazli superiletkenler41 232 CeFeAs O F 26 247 LaFeAs O F 20 253 Sivi hidrojen in kaynama noktasi18 255 Metalik dusuk sicaklik superiletkenleri10 2639 2 263 8 Nb4 2 268 8 Sivi helyum un kaynama noktasi4 2 268 8 Hg civa Metalik dusuk sicaklik superiletkenleriAyrica bakinizCooper cifti SQUIDDis baglantilarHigh temperature superconductivity research at Cornell University 9 Ocak 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi Superconductor Science and Technology 26 Eylul 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi American Superconductor and Consolidaded Edison laying first superconductor grid in New York 29 Mayis 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi Video of a magnet floating on a HTSC 21 Haziran 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi High Temperature Superconductor Technologies High Temperature Superconductivity in Cuprates 2 Aralik 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi 2002 Book New LaOFeAs HTS SciAm Pseudogap from ARPES experiment three gaps in cuprates and topological superconductivity Review 2015 17 Temmuz 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi