Сверхпроводники

В сверхпроводниках первого рода сверхпроводящее состояние достигается фазовым переходом второго рода при температуре Тс, которая зависит от рода металла, его чистоты, степени отжига, величины приложенного магнитного поля. Для некоторых металлов в нулевом магнитном поле сверхпроводящий переход позволяет реализовать реперную температурную точку. Считается, что ширина перехода достаточно мала и, наблюдая переход, можно определить его температуру. Эти вопросы детально исследовались в НБЭ [69], в результате-чего было соз- [c.166]

Температура сверхпроводящего перехода определяется как средняя точка перехода, которая, по-видимому, не зависит от метода наблюдения по взаимоиндукции, сопротивлению или теплоемкости [72] (рис. 4.22). Общепринятым при воспроизведении температуры перехода является метод взаимоиндукции на переменном токе. В сверхпроводниках первого рода ниже температуры перехода весь магнитный поток выталкивается из металла. Это явление называется эффектом Мейсснера. Выталкивание потока можно наблюдать при использовании моста взаимоиндукции. Для компенсации внешних магнитных полей применяются дополнительные катушки Гельмгольца. Ток в катушках Гельмгольца может устанавливаться по максимальному значению Гс, соответствующему нулевому магнитному полю в сверхпроводнике. [c.167]

Для температурного интервала от 1 до 280 К опубликованы таблицы термо-э.д.с. термопар N1—Сг/Аи—0,02 ат.% Ре и N1— Сг/Ап—0,07 ат.% Ре [50]. В очень сильных магнитных полях, -больше 8 Тл, рекомендуется использовать термопару типа Е. При температурах ниже 1 К различие между термо-э.д.с. сплавов N1—Сг и Аи—Ре становится очень малым. Если, однако, заменить электрод из сплава N1—Сг сверхпроводником, например ниобием, для которого термо-э.д.с. точно равна нулю, то можно получить термопару для измерения температур до 0,05 К. [c.295]

Жизнь сложилась так, что под влиянием всеобщего романтического увлечения еще не существующими органическими металлами и органическими сверхпроводниками я стала заниматься синтезом таких соединений. [c.230]

Сверхпроводимость. В 1911 г. нидерландский ученый Г е й к е К а м е р л и к г-О н н е с (1853— 1926) обнаружил, что при понижении температуры ртути до 4,1 К ее удельное сопротивление скачком уменьшается до нуля (рис. 153). Явление уменьшения удельного сопротивления до нуля при температуре, отличной от абсолютного нуля, называется сверхпроводимостью. Материалы, обнаруживающие способность переходить при некоторых температурах, отличных от абсолютного нуля, в сверхпроводящее состояние, называются сверхпроводниками. [c.152]

Прохождение тока в сверхпроводнике происходит без потерь энергии, поэтому однажды возбужденный в сверхпроводящем кольце электрический ток может существовать неограниченно долго без изменения. [c.152]

Микроскопическая теория сверхпроводимости была создана только в 1957 г., т. е. почти 50 лет обнаруженное Камерлинг-Онне-сом явление оставалось загадкой. За это время были изучены многие свойства сверхпроводников. Перечислим кратко наиболее важные из них. [c.263]

Нулевое сопротивление. При 7<7 сопротивление сверхпроводника равно нулю. Это означает, что если через сверхпроводящее кольцо пропустить ток и отключить это кольцо от источника, то ток сохраняется в кольце сколь угодно долго. Так, например, в сверхпроводящем кольце не наблюдалось ослабления тока в течение более чем двух лет вплоть до прекращения эксперимента. [c.263]

Кристаллическая структура. Можно было предполагать, что переход в сверхпроводящее состояние связан с какими-то изменениями кристаллической структуры. Однако изучение кристаллической структуры сверхпроводников рентгеновскими методами показало, что при понижении температуры металла ниже Тс не происходит никаких изменений ни в симметрии решетки, ни в ее параметрах. Более того, было установлено, что свойства твердого тела, зависящие от колебаний кристаллической решетки, также остаются неизменными. Например, температура Дебая и решеточный вклад в теплоемкость — одни и те же в нормальной и сверхпроводящей фазах. Все это позволило сделать вывод, что сверхпроводимость не связана с какими-либо изменениями кристаллической структуры. [c.263]

Ч. Рейнольдсом с сотрудниками было установлено, что образцы сверхпроводника, изготовленные из различных изотопов одного и того же элемента, обладают различными критическими температурами. В большинстве случаев Тс обратно пропорциональна корню квадратному из массы изотопа. Изотопический эффект свидетельствует о том, что хотя кристаллическая решетка при переходе в сверхпроводящее состояние и не изменяется, она играет существенную роль в изменении свойств электронного газа. Зависимость Тс от массы изотопа показывает, что для явления сверхпроводимости важное значение имеет взаимодействие электронов с колебаниями решетки. Других причин зависимости Тс от числа нейтронов в ядре атома нет. [c.264]

Таким образом, идеальный диамагнетизм, так же как и нулевое сопротивление, является фундаментальным свойством сверхпроводника. [c.264]

Если увеличивать ток через подобный контакт сверхпроводников, то он достигнет некоторого максимального значения, после чего на контакте появляется электрическое напряжение V. Согласно предсказаниям Джозефсона, в этих условиях на, контакте должен появиться высокочастотный переменный ток с частотой [c.265]

В эффектах Джозефсона мы непосредственно сталкиваемся с важнейшим свойством сверхпроводника — согласованным, когерентным поведением его электронов. Электроны двух сверхпроводников с помощью слабой связи (слоя изолятора) объединились в единый квантовый коллектив. [c.265]

Поглощение электромагнитного излучения сверхпроводниками. Еще в 30-х годах указывалось на то, что сверхпроводящее состояние может быть разрушено с помощью электромагнитного излучения соответствующей частоты. При этом излучение должно быть поглощено сверхпроводником. Проведенные впоследствии эксперименты подтвердили данные предположения. Оказалось, что при Т<.Тс поглощение электромагнитных волн возникает при часто- [c.265]

Первой теорией, достаточно успешно описавшей свойства сверхпроводников, была теория Ф. Лондона и Г. Лондона, предложенная в 1935 г. Лондоны в своей теории основывались на двух-жидкостной модели сверхпроводника. Считалось, что при Т<.Т в сверхпроводнике имеются сверхпроводящие электроны с концентрацией Пз(Т ) и нормальные электроны с концентрацией n—tis (здесь и — полная концентрация электронов проводимости). Плотность сверхпроводящих электронов rts уменьшается с ростом Т и обращается в нуль при Т—Тс. При 7- 0 К она стремится к плотности всех электронов. Ток сверхпроводящих электронов течет через образец без сопротивления. [c.266]

Лондонами в дополнение к уравнениям Максвелла были получены уравнения для электромагнитного поля в таком сверхпроводнике, из которых вытекали его основные свойства отсутствие сопротивления постоянному току и идеальный диамагнетизм. Однако в силу того, что теория Лондонов была феноменологической, она не отвечала на главный вопрос, что представляют собой сверхпроводящие электроны. Кроме того, она имела еще ряд недостатков, которые были устранены В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау. [c.266]

Несмотря на то что теория Гинзбурга — Ландау, получившая дальнейшее развитие в работах А. А. Абрикосова, описывала многие свойства сверхпроводников, она не могла дать понимания явления сверхпроводимости на микроскопическом уровне. [c.266]

Отмеченные выше результаты работ с магнитными термометрами и газовым термометром НФЛ позволили найти, а затем устранить термодинамическое несоответствие известных температурных шкал по давлению паров Не и Не с температурной шкалой, лежащей выше 13,81 К- Недавно в КОЛ разработаны новые таблицы зависимости давлений насыщенных паров гелия от температуры, соответствующие температурам по ПТШ-76. Представляется весьма вероятным, что новая МПТШ будет иметь своей основой для воспроизведения температур ниже 4,2 К температурную зав-исимость давления паров гелия вплоть до температур порядка 0,5 К. В качестве реперных температур для этого интервала возможно также применение переходов сверхпроводник-нормальный металл в чистых веществах. Однако исследования последних лет показали, что эти устройства требуют чрезвычайно осторожного обращения и приписанные температуры переходов могут оказаться сдвинутыми на величину, превышающую 1 мК- Кроме того, материалы из разных источников обнаруживают различающиеся величины Тс, что затрудняет применение этого способа в МПТШ. [c.7]

Волновод, сделанный из сверхдиэлектрика, был бы способен передавать большзчо энергию, чем сверхпроводник. Но никто этим не интересуется. [c.217]

Интересно, как все взаимосвязано в науке —работа с органическими металлами приобрела совершенно неожиданно новый аспект в результате открытия так назьшаемой высокотемпературной сверхпроводимости — новые сверхпроводники тоже имеют слоистую структуру. Опыт, приобретенный при изучении органических материалов, был неоценим в тех исследованиях, которые вела группа Щеголева в ИФТТ. [c.220]

В течение двадцати лет мы были связаны общим делом, решая поставленную им наз шую задачу по созданию органических сверхпроводников. Десять из этих двадцати лет я непосредственно работал в его лаборатории в Отделении Института химической физики, и это были лучшие годы моей научной жизни. Работать с Игорем Фомичом было легко, наши взаимоотношения не были отношениями руководителя и подчиненного, мы были едино-мьппленниками в решении оС(Щей задачи. В то же время он был для меня и других сотрудников Учителем, мнением которюго мы очень дорожили. [c.226]

К 1986 году Фомич был для нас почти легендой. Мы ходили слушать его сообщения об открытии сверхпроводимости (при нормальном давлении) в органических металлах, сделанном в его лаборатории в химфизике. Несомненно, на фоне всеобщего застоя 80-х в области материаловедения сверхпроводников успехи в создании и исследовании органических сверхпроводников были одним из самьк заметных достижений в области сверхпроводимости. Но даже не это для нас было самым главным. [c.227]

Очень интересны электронные свойства фуллерена С-60 в различных формах он ведет себя как диэлектрик, проводник, полупроводник и сверхпроводник. [c.60]

Соединение КзСбо становится сверхпроводником при 18 К и ниже [32]. Если калий заменить на рубидий, температура повысится до 30 К. Сверхпроводимость материала, допированного цезием и рубидием - при 33 К [32]. [c.60]

На конференции в мае 1994 года по новым направлениям в исследованиях фуллеренов [30] была предсказана высокотемпературная свехпроводи-мость твердых высших фуллеренов, легированных атомами щелочных металлов например, критическая температура сверхпроводников на основе С-84 может достигать 100 К. [c.60]

Могут ли фуллерены или какие-либо химические соединения на их основе быть полупроводниками Сверхпроводниками Если да - при каких условиях [c.159]

Охлам<дение сверхпроводника приводит, во-первых, к тому, что при Т = Тс происходит скачок теплоемкости без появления скрытой теплоты. Это означает, что сверхпроводящий переход является фазовым переходом второго рода. Во-вторых, при Т< Тс зависимость теплоемкости от температуры определяется выражением вида [c.264]

Эффект Мейсснера—Оксенфельда. Изучая поведение сверхпроводников в магнитном поле, В. Мейсснер и Р. Оксенфельд установили, что если образец сверхпроводника охлаждать в магнитном поле до температуры ниже Тс, то в точке сверхироводящего перехода магнитное поле выталкивается из образца. Другими словами, в сверхпроводнике магнитная индукция В равна нулю, т. е. сверхпроводник является идеальным диамагнетиком. [c.264]

Магнитные свойства. Не все сверхпроводники одинаково ведут себя в магнитном поле. По своим магнитным свойствам они делятся на сверхпроводники первого и второго рода. Эффект Мейс-снера -V Оксеифельда наблюдается у сверхпроводников первого рода, к которым относятся все элементарные сверхпроводники кроме ниобия. Сверхпроводники второго рода (ниобий, сверхпроводящие сплавы и химические соединения) не обнаруживают эффекта Мейсснера — Оксенфельда. Магнитное поле в них проникает, но весьма своеобразным образом. [c.265]

Стационарный эффект заключается в том, что сверхпроводящий ток может течь в отсутствие электрического поля чер,ез щель между двумя сверхпроводниками, заполненную изолятором, если Толщина слоя изолятора достаточно мала (1—2 нм). Это означает, что сверхпроводящие электроны способны туннелировать через тонкие изолирующие слои. [c.265]

В теории Гинзбурга — Ландау для описания свойств сверхпроводников была привлечена квантовая механика. В этой теории вся совокупность сверхпроводящих электронов Списывалась волновой функцией Ч "(г) от одной пространственной координаты. Выше отмечалось, что, вообще говоря, волновая функция п электронов в твердом теле есть функция п координат ТСгь Гг,. . ., г ). Введением функции Ч (г) устанавливалось когерентное, согласованное поведение всех сверхпроводящих электронов. Действительно, если все ris электронов ведут себя совершенно одинаково, согласованно, то для описания их поведения достаточно той же самой волновой функции, что и для описания поведения одного электрона, т. е. функции от одной переменной. [c.266]

Притяжение между электронами. Из приведенных выше свойств сверхпроводников следует, что сверхпроводимость связана с какихм-то изменением в поведении электронов проводимости. При этом кристаллическая решетка активно участвует в создании сверхпроводящего состояния (изотопический эффект ). [c.267]

Энергетическая щель. Все образовавшиеся куперовскне пары при 7=0 К сконденсированы на одном уровне, характеризующем основное состояние сверхпроводника. При образовании куперовских пар энергия системы понижается на энергию связи электронов в паре, которую обычно обозначают 2До. Неспаренный электрон, Представляющий собой элементарное возбуждение в сверхпроводнике, не может оказаться на этом уровне и должен занять первый незанятый уровень спектра элементарных возбуждений. При разрыве пары оба электрона должны подняться на уровни элементарных возбуждений и поэтому должна быть затрачена энергия, большая чем 2До. Другими словами спектр элементарных возбуждений (нормальных электронов) отделен от энергетического уровня, соответствующего основному состоянию сверхпроводника, энергетической щелью 2До. Расчеты по теории БКШ дают для ширины щели ири Г=ОК [c.270]

Атомная физика (1989) -- [ c.370 ]

Электротехнические материалы (1985) -- [ c.205 , c.212 ]

Атомы сегодня и завтра (1979) -- [ c.108 ]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы (1987) -- [ c.220 ]

Конструкционные материалы (1990) -- [ c.52 , c.526 ]

Теплопроводность твердых тел (1979) -- [ c.245 ]

Физическое металловедение Вып I (1967) -- [ c.132 , c.138 , c.244 , c.246 ]

Температура и её измерение (1960) -- [ c.189 ]

Материалы в радиоэлектронике (1961) -- [ c.247 ]

Техническая энциклопедия Том20 (1933) -- [ c.27 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.0 ]

Механика электромагнитных сплошных сред (1991) -- [ c.22 , c.27 , c.57 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...