Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Termin nadprzewodniki wysokotemperaturowe został użyty do określenia nowej rodziny materiałów ceramicznych o strukturze perowskitu odkrytych przez Johannesa G. Bednorza i K. A. Müllera w 1986 roku za odkrycie których otrzymali oni Nagrodę Nobla. Odkryli oni nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe w związkach La_{2-x}Ba_{x}CuO_{2} (zwanych krócej w literaturze związkami Ba-La-Cu-O lub po postu LBCO), które występowało w temperaturze 35 K, nieco powyżej granicy, którą teoria BCS określała jako temperaturową granicę nadprzewodnictwa.

Wkrótce, wykorzystując efekty związane z ciśnieniem, początkowa wartość temperatury krytycznej w LBCO (35 K) podniesiono do 50 K, a w roku 1987 nadprzewodnictwo zaobserwowano w związku YBa_{2}Cu_{3}O_{6+x} w temperaturze 90 K, a wiec powyżej temperatury ciekłego azotu. Modyfikując strukturę krystaliczną oraz wykorzystując efekty związane z ciśnieniem otrzymano później nadprzewodniki o temperaturach krytycznych około 160 K .

Większość nadprzewodników wysokotemperaturowych zawiera płaszczyzny miedziowo-tlenowe, w których każdy atom miedzi otoczony jest czterema atomami tlenu tworząc strukturę o symetrii grupy punktowej C_{4v}. Płaszczyzny te oddzielone są od siebie tlenkowymi warstwami nieprzewodzącymi. W fazie normalnej przewodnictwo elektryczne w kierunkach równoległych do płaszczyzn miedziowo-tlenowych jest znacznie większe niż w kierunku do nich prostopadłym. Wartość temperatury krytycznej zmienia się znacznie w zależności od składu związku, ale jest generalnie tym wyższa im więcej płaszczyzn miedziowo-tlenowych zawartych jest w komórce elementarnej, co czyni je zasadniczym elementem struktury nadprzewodników wysokotemperaturowych.

Tabela przedstawia kilka nadprzewodników wysokotemperaturowych. Nadprzewodniki zawierające płaszczyzny Cu-O zostały wyróżnione pogrubieniem.

Związek Temperatura krytyczna K
La2-xMxCuO4-y, gdzie: M = Ba, Sr, Ca, K; x ≈ 0,15; y - małe 38
Nd2-xCexCuO4-y 30
Ba1-xKxBiO3 30
Pb2Sr2Y1-xCaxCu3O8 80
R1Ba2Cu3O7 ("123"), gdzie: R = Y, La, Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Tm, Lu 92
R2Ba4Cu7O15 ("247"), gdzie: R = Y, La, Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Tm, Lu 95
R1Ba2Cu3O7 ("124"), gdzie: R = Y, La, Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Tm, Lu 82
Bi2Sr2CaCu2O8 ("Bi-2212") 85
Bi2Sr2Ca2Cu3O10 ("Bi-2223") 110
Tl2Ba2CuO6 85
Tl2Ba2CaCu2O8 105
Tl2Ba2Ca2Cu3O10 125

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Nadprzewodniki wysokotemperaturowe. W: Michael Cyrot, Davor Pavuna: Wstęp do nadprzewodnictwa. Nadprzewodniki wysokotemperaturowe.. Warszawa: PWN, 1996, s. 162. ISBN 83-01-11937-3.