» »

Napredki v razvoju superprevodnikov

Napredki v razvoju superprevodnikov

Halkogenidni superprevodnik, površina

Nature - Lani je učinek superprevodnosti praznoval sto let, a do danes še nismo našli materialov, ki bi imeli to lastnosti pri temperaturah, ki so vsaj blizu sobni. Pravzaprav nismo uspeli dokazati niti ali tovrstni materiali zagotovo obstajajo ali zagotovo ne. Toda razvoj je vseeno prinesel precej novih spoznanj in materialov.

Superprevodniki so materiali, ki imajo električno upornost enako nič. Pri dovolj nizkih temperaturah ima takšno lastnost precej spojin, a se z naraščanjem temperature zelo hitro uniči. Načeloma jih lahko po kritični temperaturi, torej najvišji temperaturi, kjer še izkazujejo superprevodnost, razdelimo na nizkotemperaturne in visokotemperaturne superprevodnike - ločnica med njimi je vrelišče tekočega dušika pri -196 °C, saj je to najnižja zelo enostavno dosegljiva temperatura.

Konvencionalne superprevodnike imenujemo tiste, katerih vedenje pojasnjuje teorija BCS (Bardeen, Cooper in Schrieffer) o kondenzaciji elektronskih parov v stanje, podobno bozonom (elektroni so sicer fermioni!). Najvišjo kritično temperaturi med temi ima magnezijev diborid z -234 °C. Precej bolj zanimivi so nekonvencionalni superprevodniki, ki imajo precej višje kritične temperature. Leta 1986 so odkrili kupratne (baker vsebujoče) superprevodnike, med katerimi ima rekorder kritično temperaturo pri -138 °C. Do sobne temperature je torej še dolga pot, a smo se ji približali že več kot na polovico.

Leta 2008 pa so odkrili novo vrsto nekonvencionalnih superprevodnikov, ki se imenuje železovi halkogenidni superprevodniki, ker v njih med drugimi elementi nastopata železo in selen. Zanimivi so, ker se v vrsti lastnosti razlikujejo od vseh ostalih superprevodnikov. Za razliko od ostalih so močno magnetni, medtem ko pri ostalih močno magnetno polje superprevodnost uniči. Razlage za obnašanje halkogenidnih superprevodnikov še ni.

Poleg temperature na superprevodnost vpliva tudi tlak, ki nad določeno vrednostjo uniči superprevodnost. Čeprav tlak ne spremeni bistveno kemične zgradbe materiala,, vpliva na pojav. Znanstveniki so sedaj odkrili nove materiale z nestehiometrično sestavo (Tl0.6Rb0.4Fe1.67Se2, K0.8Fe1.7Se2, in K0.8Fe1.78Se2), v katerih se z zvišanjem tlaka superprevodnost ne zmanjšuje predvidljivo. Omenjeni materiali imajo sicer nizke že kritične temperature same po sebi (okrog -240 °C), a se z višanjem tlaka dogajajo zanimive stvari. Najprej superprevodnost upada, pri okoli 100.000 atmosferah izgine in se nenadoma ponovno pojavi pri 130.000 atmosferah. Zanimivo je, da se pri tem tlaku kritična temperatura pomakne k višjim vrednostim okoli -225 °C (kritična temperatura in tlak sta povezana, saj je mogoče narisati fazni diagram superprevodnosti).

Omenjeno obnašanje ni bilo opaženo še pri nobenem drugem materialu, saj povsod z naraščanjem tlaka prevodnost monotono upada. Ker je že sam vzrok za nastanek superprevodnosti v železovih halkogenidih slabo poznan, avtorji ne špekulirajo o razlagi zanimive tlačne odvisnosti. Članek je objavljen v Nature.

21 komentarjev

BALAST ::

Že 100let mečejo denar v proizvodnjo tekočega dušika in še ni videti konca.
"You may fool all the people some of the time;
you can even fool some of the people all the time;
but you can't fool all of the people all the time."

Fave ::

Kakšen tok lahko trajno prenese vodnik, ki je superprevoden pri preseku recimo 1mm2?
My mind's a hyper tool that fixes everything.

jest10 ::

Odvisno kako občutljiv je superprevodnik na magnetno polje.
Idealni bi lahko prevajal neskončno visok tok. V realnosti pa pri določeni tokovni gostoti superprevodnost izgine in žica izpari

onCloud9 ::

Fave je izjavil:

Kakšen tok lahko trajno prenese vodnik, ki je superprevoden pri preseku recimo 1mm2?
Kritična gostota električnega toka v superprevodniku običajno znaša 105 A/mm2 in je odvisna od temperature. Pri tokovih, ki so večji od kritičnega, superprevodnost izgine, pojavi se električni upor in vodnik se začne segrevati, dokler gostota toka ponovno ne pade pod kritično vrednost.

bf4ed ::

O kakih atmosferah vi to govorite??
Pri nas se uporablja bar.

Podobno je ko se prevaja silicon v silikon, namesto v silicij... ;((

Lion29 ::

ne, pri nas se tudi uporablja atmosfere.... bari so sekundarna enota
Frontend UI/UX developer

McHusch ::

atmosfere se kar lepo uporabljajo

bf4ed ::

Kje točno se uporablja, ker me res zanima?
Ker še nisem videl novega manometra z atmosferami.

gzibret ::

Pobrisan del offtopic debate. Novica govori o superprevodnosti!

Upam, da bo čim več takšnih odkritij. Enkrat bo (upajmo da) ratalo naredit en res "topel" superprevodnik, samo poskušat je treba.
Vse je za neki dobr!

MrStein ::

Kaj pa je to "zmanjšana superprevodnost"?
A ni tak, da ali je, ali ni?
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

Lion29 ::

ja, pac nerodno irazeno... se tudi sam strinjam...

bolje bi bilo, da bi napisal, da se poveca upornost ali zmanjsa prevodnost
Frontend UI/UX developer

MrStein ::

"se z zvišanjem tlaka superprevodnost ne zmanjšuje"
"superprevodnost upada"

No ja, bo nekdo do jutri že obrazložil.
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

panteist ::

bf4ed je izjavil:

Kje točno se uporablja, ker me res zanima?
Ker še nisem videl novega manometra z atmosferami.

Ne vem, mi fiziki kar dosti uporabljamo v pogovoru atmosfere, ker ti lažje orišejo velikostni razred kot suhoparne SI enote.

panteist ::

MrStein je izjavil:

Kaj pa je to "zmanjšana superprevodnost"?
A ni tak, da ali je, ali ni?

Ne povsem. Na primer recimo visokotemperaturni superprevodniki so SP II. vrste, pri katerih se pojavijo vrtinčne niti (mesta "izgubljene superprevodnosti"), ki "zmanjšajo njihovo superprevodnost". Google "type II superconductors".

EDIT: članek sicer ne uvrsti novih v nobeno izmed skupin, ta komentar je splošen za občutek kaj bi lahko bila zmanjšana superprevodnost

Zgodovina sprememb…

  • spremenilo: panteist ()

drola ::

bf4ed je izjavil:

O kakih atmosferah vi to govorite??
Pri nas se uporablja bar.

Podobno je ko se prevaja silicon v silikon, namesto v silicij... ;((


1 atm ni 1 bar (1 atm =~ 1,013 bar). To sicer ni relavantno, ko govorimo o redih velikosti in ne natačnih cifrah, kljub vsemu pa je zgornja primerjava na trhlih nogah.
https://drola.si

Lion29 ::

itak bi pa vsi mogli uporabljat pascale
Frontend UI/UX developer

gruntfürmich ::

to iskanje superprevodnika je verjetno še vedno v neki romantični stopnji, oz. je pravkar to prešlo:'(, ker na raznoraznih inštitutih so po cele dneve mešali elemente, se igrali, merili, in kar spali v laboratorijih. vse za razvoj in večno slavo, da izdelajo superprevodnik pri sobnih temperaturah.
ahhh, to so bili romantični časi, pravo nasprotje 'sodobnemu' razvoju.:P

O kakih atmosferah vi to govorite??
Pri nas se uporablja bar.

pri nas pa uporabljamo atm, bare, psi-g/a/d, kp/cm2, Pa. začuden? verjetno zelo...
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

dux ::

@BALAST: Tekoči dušik je praktično "odpadni material" pri proizvodnji tekočega kisika, ki se ga v veliki količini uporablja za varjenje. Zato je tudi precej poceni v primerjavi z drugimi sredstvi za hlajenje do tako nizkih temperatur.
Upanje je v nasih odlocitvah

T-h-o-r ::

Lion29 je izjavil:

ne, pri nas se tudi uporablja atmosfere.... bari so sekundarna enota

atmosfere so zatarele

pascali in bari so primarne enote
Why have a civilization anymore
if we no longer are interested in being civilized?

bf4ed ::

Ne, nisem jaz nič začuden. atm, bar, psi-g/a/d, kp/cm2, Pa, vse te enote dobro poznam, ker jih uporabljam vsak dan v službi. Samo če ka star istrument na pnevmatiko popravljam, potem vidim kaj eksotičnega.

Drugače pa je bar in nič drugega v uporabi, vse drugo je zastarelo.

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: bf4ed ()

gruntfürmich ::

no kul. pol pa tak ni panike:D
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Odkrili superprevodnik pri običajnih zimskih temperaturah

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
84566 (2590) dope1337
»

Nov temperaturni rekord superprevodnikov

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
198820 (4748) Cervantes
»

Napredki v razvoju superprevodnikov

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
215950 (4150) gruntfürmich
»

Nobelova nagrada za fiziko 2003

Oddelek: Znanost in tehnologija
312092 (1423) Marjan

Več podobnih tem