Надпровідник — матеріал, електричний опір якого після охолоджування нижче певної критичної температури (температура, нижче якої матеріал стає надпровідником) стає рівний нулю (тобто спостерігається надпровідність). У цьому разі кажуть, що матеріал набуває «надпровідні властивості» або переходить до «надпровідного стану». Натепер (2000-і), проводяться дослідження (для прикладу Гідравлічний прес) в галузі надпровідності задля підвищення зазначеної температури до рівня кімнатної температури.

Історія 1911 року, голландський фізик Камерлінг-Оннес виявив, що під час охолодження ртуті в рідкому гелії її опір спочатку поступово змінюється, а потім за температури майже стрибком зменшувався до нуля.

Надпровідник найменшого розміру був створений 2010 року на основі органічного надпровідника (BETS)2 GaCl4, де позначення «BETS» означає БісЕтилендітіоТетраСеленафульвален. Створений надпровідник складається всього з чотирьох пар молекул цієї речовини при загальній довжині зразка порядку .

Властивості надпровідників Залежно від властивостей надпровідники поділяють на три групи:

надпровідники I (першого) роду ; надпровідники 1.5 роду ; надпровідники II (другого) роду .

Фазовий перехід в надпровідний стан Перехід речовини в надпровідний стан супроводжується зміною його теплових властивостей. Однак, ця зміна залежить від роду надпровідників. Так, для надпровідників Ι роду, за відсутності магнітного поля теплота переходу (поглинання або виділення) з надпровідного стану у звичайний дорівнює нулю, отже зазнає стрибка теплоємності, що притаманно для фазового переходу ΙΙ роду.

Ефект Мейснера Навіть більш важливою властивістю надпровідників, ніж нульовий електричний опір, є так званий ефект Мейснера, що полягає у виштовхуванні надпровідником магнітного потоку . Із цього дослідного спостереження робиться висновок про існування незгасних струмів всередині надпровідника, які створюють внутрішнє магнітне поле, протилежно спрямоване зовнішньому, прикладеному магнітному полю і врівноважує його.

Таблиця надпровідників У наведеній нижче таблиці перераховані деякі надпровідники і притаманні для них величини критичної температури і граничного магнітного поля . Назва матеріалу Критична температура , К критичне поле , Тл рік опублікування виявлення надпровідності Надпровідники I роду Pb (свинець) 7,26 0,08 1913 Sn (олово) 3,69 0,031 1913 Ta (тантал) 4,38 0,083 1928 Al (алюміній) 1,18 0,01 1933 Zn (цинк) 0,88 0,0053 W (вольфрам) 0,01 0,0001 Надпровідники 1.5 роду Ведуться пошуки з теоретичної моделі Надпровідники II роду Nb (ніобій) 9,20 0,4 1930 V 3 Ga 14,5 > 35 Nb 3 Sn 18,0 > 25 (Nb 3 Al) 4 Ge 20,0 Nb 3 Ge 23 GeTe 0,17 0,013 SrTiO 3 0,2-0,4 > 60 MgB 2 (Диборид магнію) 39 ? 2001 H 2 S (сірководень) 203 72 2015

Застосування

Квантовий комп'ютер використовує кубіти, засновані на надпровідниках. Надпровідники також застосовують для створення потужного магнітного поля, наприклад ITER (Міжнародний Експериментальний Термоядерний Реактор) в якому надпровідники створюючи магнітне поле утримують високотемпературну плазму, не даючи їй доторкатися до стінок реактора.

Див. також

Високотемпературна надпровідність Електричний струм

Література

Примітки