Сверхпроводимость критическая температура

См. также Сверхпроводимость Критическая температура сегнетоэлектрического перехода II 179—181. [c.399]

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]

Электроны проводимости металла объединяются в пары благодаря электрон-фононному взаимодействию, вследствие чего сверхпроводимость оказывается чувствительной к свойствам кристаллической решетки. Разные кристаллические модификации одного и того же вещества имеют различную критическую температуру, Тс зависит от внешнего давления Р. [c.448]

Ниже критической температуры сверхпроводимость нарушается при наложении сильного магнитного поля. [c.72]

Сверхпроводимость— состояние некоторых проводников, когда их электрическое сопротивление становится пренебрежимо малым сверхпроводник имеет удельное сопротивление р в 10 раз меньше, чем медь, т. е. величину порядка 10 ом мм 1м. Сверхпроводимость появляется ниже определенной, так называемой критической температуры Т р. Наиболее высокая критическая температура 20,05°К зарегистрирована для твердого раствора ниобия, алюминия и германия, состав которого соответствует формуле Nbg Ово.з-Для остальных сверхпроводников эта температура ниже, около 4—10° К. Если сверхпроводник при Т < поместить в поперечное магнитное поле, то состояние сверхпроводимости сохраняется лишь ниже определенной, так называемой, критической напряженности магнитного поля Я р. Когда по сверхпроводнику, находящемуся в поперечном магнитном поле с Я-< Я,.р при температуре Т < Ткр пропускают электрический ток, то состояние сверхпроводимости сохраняется только ниже определенной, так называемой, критической плотности тока / р. Критические параметры Г р, Я р, Укр и закономерности их изменения играют важную роль при исследованиях. сверхпроводников. Обычно / р относят к определенным значениям напряженности поля Н и температуры Т. В сверхпроводящем состоянии магнитное поле за счет экранирующих токов в поверхностном слое проводника почти полностью вытесняется иЗ всего сечения за исключением этого слоя, где поле проникает на глубину, примерно, 5 10 МК.М. Различают сверхпроводники первого и второго рода. [c.277]

Явление сверхпроводимости было открыто в 1911 г. в Лейдене Оннесом, который обнаружил, что электрическое сопротивление Меркурия при снижении температуры до 4,15 К уменьшается почти до нуля. С тех пор у многих металлов, сплавов и интерметаллических соединений, большинство которых при комнатной температуре плохо проводит электрический ток, была обнаружена сверхпроводимость при снижении температуры ниже определенного значения Т, названного критической температурой Ткр. Ниже приводится перечень таких веществ и их критические температуры. [c.232]

Переход сверхпроводников из нормального состояния (характеризующегося определенным значением удельного сопротивления) в сверхпроводящее происходит при охлаждении этого сверхпроводника ниже определенной температуры, которая носит название критической температуры сверхпроводника Т . Для разных сверхпроводников критическая температура имеет различные значения. Если на сверхпроводник, находящийся в сверхпроводящем состоянии (т е. при Т < Т ), наложить достаточно сильное внешнее магнитное поле, то сверхпроводимость разрушится, т.е. магнитное поле проникнет внутрь сверхпроводника и он перейдет в нормальное состояние. При этом оказывается, что чем ниже температура, до которой охлажден сверхпроводник, тем большее внешнее магнитное поле потребуется для того, чтобы разрушить сверхпроводимость. Магнитное поле, при котором происходит разрушение сверхпроводимости, называется критическим магнитным полем с напряженностью [c.161]

Сверхпроводимостью называют свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до неизмеримо малой величины при охлаждении ниже определенной критической температуры (Гк), характерной для данного материала. При этом магнитное поле может разрушать состояние сверхпроводимости. [c.143]

Характеристическая температура или критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние Тк- Некоторые вещества при температурах ниже Т являются сверхпроводниками. Критическая температура сверхпроводимости для некоторых материалов приведена в табл. 46. [c.143]

В табл. 17.12 приведены значения критической температуры и критического поля Н (при 7=0) для элементов, в которых наблюдалась сверхпроводимость [26], [c.301]

Сверхпроводимость — способность материалов не оказывать сопротивление электрическому току при температурах ниже характерной для них критической температуры Т . [c.827]

Особую группу материалов с высокой электрической проводимостью образуют сверхпроводники. С понижением температуры удельное электросопротивление всех металлов монотонно падает (рис. 18.7). Однако есть металлы и сплавы, у которых при критической температуре значение р резко падает до нуля — материал становится сверхпроводником. Сверхпроводимость обнаружена у 30 элементов и у около 1000 сплавов. [c.579]

Интересные данные получены в работе Блюмберга и др. [12]. Авторы установили следующее 1) резкую зависимость сдвига Найта от температуры обнаруживают только те соединения V3X, которые имеют высокую критическую температуру сверхпроводимости 2) сдвиг Найта у ванадия Ку является положительным и в сверхпроводниках уменьшается при понижении темпера- [c.245]

Критическая температура сверхпроводников непереходных групп, вероятно, будет изменяться с изменением их изотопной массы по закону Гк г . Для металлов переходных групп и некоторых сплавов, по-видимому, показатель степени менее —V2. Этот изотопный эффект привел к теории сверхпроводимости Бардина—Купера—Шриффера, которая постулирует наличие некоторого взаимодействия между электронами и колебаниями решетки. Ниже Гк существует некоторая энергетическая щель, зависящая от температуры (см. рис. 2). [c.11]

В некоторых случаях возникает трудность, заключающаяся в том, что имеется несколько ссылок на литературу для одного и того же сплава, в отдельных случаях свидетельствующих о расхождении данных по сверхпроводимости. Ввиду изложенных выше соображений зависимости сверхпроводимости вт чистоты и других металлургических факторов рекомендуется ознакомиться с соответствующей литературой, чтобы определить наиболее вероятную критическую температуру или критическое поле для данного сплава. Другая трудность заключается в выборе величины критической температуры из кривых перехода в результате изменения магнитной проницаемости или электросопротивления. [c.19]

Соединение Srlr обладает сверхпроводимостью. Критическая температура 5,7° К [2]. [c.136]

Иа участие фононов в возникновении сверхпроводимости указывает изотопический эффект. Данные табл. 7.4 также свидетельствуют о связи сверхпроводимости с электрон-фононным взаимодействием. Чем сильнее в нормальном металле электрон-фонон-ное взаимодействие, тем меньше его проводимость. Так, например, свинец является плохим проводником, но в то же время из-за сильного электрон-фононного взаимодействия он обладает высокой (для чистых металлов) критической температурой. Благородные металлы являются прекрасными проводниками. У них слабое элек-трон-фононное взаимодействие. Они не переходят в сверхпроводящее состояние даже при самых низких температурах, достивнутых в настоящее время. [c.268]

Другой важный вопрос относится к природе взаимодействий, обусловливающих переход в сверхпроводящее состояние и термодинамические свойства. Изотонический эффект (см. гл. VIII) весьма убедительно доказывает, что сверхпроводимость возникает в результате взаимодействия между электронами и колебаниями решетки теории, основанные на этой идее, были независимо предложены Фрелихом [15] и автором [16]. Теория Фре-лиха, развитая до открытия изотопического эффекта, дает соотношение между критической температурой Г,,р. и массой изотопа [c.680]

Температуры перехода Г р в сверхпроводящее состояние, называемые критическими, различны, но всегда низки. Сверхпроводящими свойствами обладают как элементы, так и соединения. Из элементов наивысшую критическую температуру, около 9 К, имеет ниобий, за которым следует свинец с Гкр = 7,22 К. Наименьшая критическая температура, = 0,01 К, наблюдалась у вольфрама. Какой-жбо связи между свойством сверхпроводимости и структурой кристалличес- [c.369]

Сверхпроводники и криопроводники. Явление сверхпроводимости было открыто нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннесом в 1911 г. Согласно современной теории, основные положения которой были развиты в работах Д. Бардина, Л. Купера, Дж. Шриф-фера (теория БКШ), явление сверхпроводимости металлов можно объяснить следующим образом. При температурах, близких к абсолютному нулю, меняется характер взаимодействия электронов между собой и атомной решеткой, так что становится возможным притягивание одноименно заряженных электронов и образование так называемых электронных (куперовских) пар. Поскольку куперовские пары в состоянии сверхпроводимости обладают большой энергией связи, обмена энергетическими импульсами между ними и решеткой не наблюдается. При этом сопротивление металла становится практически равным нулю. С увеличением температуры некоторая часть электронов термически возбуждается и переходит в одиночное состояние, характерное для обычных металлов. При достижении критической температуры (Т ) все куперовские пары распадаются и состояние сверхпроводимости исчезает. Аналогичный результат наблюдается при определенном значении магнитного поля (критической напряженности Я р или критической индукции Акр), которое может быть создано как собственным током, так и посторонними источниками. Критическая температура и критическаяс напряженность магнитного поля являются взаимосвязанными величинами. Эта зависимость для чистых металлов может быЪ приближенно представлена следующим выражением [c.122]

Явление сверхпроводимости связано с тем, что электрический ток, однажды наведенный в сверхпроводящем контуре, будет длительно (годами) циркулировать по этому контуру без заметного уменьшения своей силы, и притом без всякого подвода энергии извне (конечно, если не учитывать,неизбежного расхода энергии на работу охлаждающего устройства, которое должно поддер живать температуру сверхпроводящего контура ниже значения Т , характерного для данного сверхпроводникового материала) такой сверхпроводящий контур создает в окружающем пространстве магнитное поле, подобно постоянному магниту. Поэтому обтекаемый электрическим током сверхпроводящий соленоид должен представлять собой сверхпроводниковый электромагнит, не требующий питания от источника тока. Однако первоначальные попытки изготовить практически пригодный сверхпроводниковый электромагнит, создающий в окружающем пространстве магнитное поле с достаточно высокими напряженностью Я и магнитной индукцией В, закончились неудачей. Оказалось, что сверхпроводимость нарушается не только при повышении температуры до значений, превышающих Т , но и при возникновении на поверхности сверхпроводника магнитного поля с магнитной индукцией, превьш1ающей индукцию перехода (в первом приблил<ении, по крайней мере для чистых сверхпроводни-ковых металлов, безразлично, создается ли индукция током, идущим по самому сверхпроводнику, или же сторонним источником магнитного поля). Это поясняется диаграммой состояния сверхпроводника, изображенной на рис. 47 Каждому значению температуры Т данного материала, находящегося в сверхпроводящем состоянии, соответствует свое значение индукции) перехода В . Наибольшая возможная температура перехода Гсо (критическая температура) данного сверхпроводникового материала достигается [c.206]

Подчеркнем следующее важное обстоятельство. Как указывалось в 7.3, если бы металлы удалось освободйть от примесей, то при приближении к абсолютному нулю их сопротивление должно было бы постепенно падать до нуля, так как бездефектная решетка, имеющая строго периодический потенциал, не способна рассеивать свободные носчтели заряда. Однако такое поведение металлов не являлось бы сверхпроводимостью, так как, в>первых, переход вещества в сверхпроводящее состояние не связан в принципе с наличием в нем примесей, во-вторых, такой переход происходит не плавно по мере понижения температуры, а скачкообразно при достижении веществом критической температуры перехода Г р. [c.197]

Тнтли высокой степени чистоты Технический титан Критическая температура сверхпроводимости, [c.766]

Фазы Шевреля — кристаллические структуры тройных халькогенидов переходных металлов. Для этих фаз характерно существование сверхпроводимости и антиферромагнетизма каждый тип упорядочения может предшествовать другому при охлаждении образца. В соединении PbMojSj была установлена критическая температура —258 С и рекордное значение критического поля Вс2 = 60 Тл. Из соединения PbMojSg можно делать кан пленки, так и проволоку. [c.523]

Все, что говорилось до сих пор, касалось йверх)проводимости сплавов содержащих аморфную фазу. Однако известно, что аморфные сплавы кристаллизуются, при этом в них могут возникать неравновесные (наряду с равновесными) фазы, которые не получаются при обычной плавке, механической или термической обработке. Изменения в структуре могут привести к тому, что изменятся и характеристики Тс, Нсг и /с, причем они могут оказаться выше, чем для исходной аморфной фазы. Действительно, обнаружено, что в результате кристаллизации с выпадением неравновесных фаз свойства таких аморфных сверхпроводников, как Ti (V, Nb, Та) — Si [47-49], Hf - (V, Nb) - Si [50] и Qu - Nb - (Ti, Zr, Hf), [51, 52], повышаются. Tак, из рис. 7.8 видно, что аморфный сплав Си4оМЬзоТ1зо после отжига при 800—1000 К имеет критическую температуру Тс выше 4,2 К, хотя равновесная фаза в этом сплаве при 4,2 К уже не обладает свойством сверхпроводимости. В данном случае сверхпроводимость обусловлена выделением неравновесной фазы, имеющей упорядоченную о.ц.к. структуру. [c.219]

Сверхпроводящие материалы часто применяются в агрегатах ядерного синтеза. В ходе эксплуатации они подвергаются довольно сильному облучению. Следовательно, важной характеристикой та ких материалов является их устойчивость по отношению к облучению. Однако в кристаллических сверхпроводниках, и в особенности в сверхпроводящих химических соединениях, при, облучении резко снижаются как характеристики сверхпроводимости, так и механические свойства. Так, критическая температура Тс соединений NbsSn, NbsAl, NbgGe после дозы облучения 5-10 нейтронов на 1 см снижается от 18—20 К до 3—4 К [Й]. Сверхпроводящие же аморфные сплавы, вероятно, более устойчивы к облучению. Об этом можно судить хотя бы на том основании, что их электросопротивление после облучения практически не меняется [54]. [c.220]

Ряд металлов и сплавов и иных материалов при весьма низких температурах, близких к абсолютному нулю, резко снижают свое удельное сопротивление, которое может принимать SHaneHHfr порядка 10 Ом-м, что в 10 раз- меньше, чем сопротивление меди, а плотность тока более 10 А/м-. Свойство материалов, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охла15кдении ниже определенной критической температуры КР > характерной для данного материала, называют сверхпроводимостью. На состояние сверхпроводимости влияет тгкже величина магнитной индукции, наибольшее допустимое значение которой также называют критической. [c.341]

Сверхпроводимостью обладают 26 металлов. При этом лучшие проводники-металлы (серебро, медь, золото) сверхпово-димостью не обладают. Значения критической температуры и критической магнитной индукции для некоторых элементов при нормальном давлении приведены в табл. 10.1 [8]. [c.341]

Явление сверхпроводимости было открыто Камерлинг—Онне-сом в 1911г., как полное исчезновение электрического сопротивления ртути при температуре около 4 К (-269 °С) выше абсолютного нуля (Нобелевская премия 1913 г.). Поскольку сразу стал ясен огромный прикладной потенциал сверхпроводимости, с этого времени в течение более чем 90 лет предпринимаются попытки увеличить критическую температуру сверхпроводящего перехода. Оказалось, что среди чистых металлов наибольшую критическую температуру имеет ниобий (9,26 К), а самую низкую — вольфрам (0,015 К). Более высокие значения наблюдались в сплавах. Самой высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние, достигнутой к 1986 г., обладал сплав NbjGe 23 К (-250 °С). Долгое время, вплоть до середины 50-х годов, сверхпроводимость была совершенно непонятным явлением. Ее безуспешно пытались объяснить Альберт Эйнштейн и Нильс Бор. Лишь спустя двадцать лет после создания квантовой теории, в 1950 г. В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау была создана феноменологическая теория перехода в сверхпроводящее состояние. Ее созданию помогло открытие П.Л. Клпицей сверхтекучести гелия, которое подсказало трактовку сверхпроводимости как сверхтекучести электронной жидкости. Однако, поскольку свойство сверхтекучести присуще только бозе-системам, состоящим из частиц с целым спином, долгое время оставалось неясным, как возможна сверхтекучесть в электронной (фермионной) системе. [c.584]

Блафер и Халм [10] обнаружили сверхпроводимость в двойных (Г-фазах, образованных ниобием, молибденом, танталом и вольфрамом с рутением, родием, палладием, рением, осмием, иридием и платиной (аналогичные исследования были проведены на соединениях со струйтурой типа а-марганца). При этом на кривых зависимости критической температуры перехода в сверхпроводящее состояние от электронной концентрации наблюдался максимум при значении концентрации, равном 6,5 (подобно наблюдавшемуся у соединений со структурой Р-вольфрама). Предполагается, что подобное явление связано с максимумом плотности состояний на поверхности Ферми при данном значении электронной концентрации. [c.250]

Проблемы дальнейших экспериментальных и теоретических работ по сверхпроводимости заключаются в поисках критерия сверхпроводимости в элементах, сплавах и других материалах. Наиболее важным критерием является правило Маттиаса. Эмпирическая зависимость, установленная Маттиасом , показала, что высокие критические температуры и высокая вероятность данного материала быть сверхпроводящим связана с числом валентных электронов на атом в кристаллической решетке. Ранние работы Маттиаса предполагали высокие критические температуры вблизи отношений числа валентных электронов на атом, равных 3, 5 и 7. Число валентных электронов обычно берется непосредственно из периодической системы элементов. Последующая тщательная работа по фазовым диаграммам Халма и Блауера показала, что число валентных электронов на атом [c.13]

ЮТСЯ сверхпроводящими в том случае, если они нанесены в виде тонких пленок при температурах ниже 10° К. Висмут обладаег сверхпроводимостью при умеренно высоких давлениях. Наблюдавшиеся критические температуры для висмута, по-видимому,, связаны с фазовыми превращениями под давлением. Постулировано также, что сверхпроводящие свойства тонкой пленки висмута и бериллия соответствуют их новым структурным состояниям. Критические структуры новых плотных фаз кремния и германия, установленные Венторфом и Каспером, а также Ван-ди и Каспером, позволяют предположить, что эти материалы должны быть сверхпроводящими, так как они обнаруживают металлические свойства при высоком давлении, и после возвращения к нормальному давлению имеют новые и неизвестные кристаллические структуры. Однако исследования показали, что они при существующей в настоящее время чистоте и совершенстве материалов не являются сверхпроводящими выше 0,3° К [c.15]

Маттиас а также Журавлев, Жданов и Смирнова чувствительность к металлургическим факторам навела на мысль, что сверхпроводящие свойства материала можно использовать для корреляции и указания на соверщенство, чистоту и другие физические свойства сплавов. Таким образом, основной проблемой является состояние изучаемых образцов, а не точность в измерении сверхпроводимости, которое является обычно прецизионным измерением. Критические температуры материалов, изученных в [c.18]

Хотя ниобий имеет самые высокие критическую температуру и критическое поле, о влиянии на него малых количеств известных примесей было сообщено совсем недавно. Хаузер и Бюлер [4] приводят данные о влиянии пластической деформации ниобия на плотность тока в магнитных полях. В опубликованной недавно работе [5] обобщены сведения об исследовании элементов, образующих твердые растворы замещения, и их влиянии на характеристики сверхпроводимости. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...