Nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe

Odtwórz plik multimedialny

Pokaz efektu Meissnera przy użyciu wysokotemperaturowego ceramicznego nadprzewodnika i magnesu neodymowego

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 ${\displaystyle La_{2-x}Ba_{x}CuO_{2}}$ (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, początkową wartość temperatury krytycznej w LBCO (35 K) podniesiono do 50 K, a w roku 1987 nadprzewodnictwo zaobserwowano w związku ${\displaystyle YBa_{2}Cu_{3}O_{6+x}}$ w temperaturze 90 K, a więc 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 ${\displaystyle C_{4v}.}$ 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.

Zobacz też

• wzór McMillana

Bibliografia

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