Сверхпроводимость сверхпроводящие элементы

Сверхпроводимость Сверхпроводящие элементы т. 2, стр. 341 [c.391]

Разрушение сверхпроводимости магнитным полем. Сверхпроводимость может быть разрушена достаточно сильным магнитным полем. Пороговое или критическое магнитное поле, необходимое для разрушения сверхпроводимости, обычно обозначают через Нс Т) величина критического поля зависит от температуры. При критической температуре критическое поле равно нулю Нс(Тс)= 0. На рис. 12.4 показана зависимость критического поля от температуры для некоторых сверхпроводящих элементов. Эти кривые одновременно являются границами, отделяющими сверхпроводящее состояние (область, лежащая налево и вниз от данной кривой) от нормального (область, лежащая направо и вверх относительно данной кривой). Зависимость Яс(0) от Тс для ряда сверхпроводников показана на рис. 12.5. [c.424]

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]

Понимание явления сверхпроводимости на микроскопическом уровне привело к тому, что в настоящее время сверхпроводники из экзотических объектов физических исследований превратились в практически используемые материалы. На их основе изготовляют сверхпроводящие магниты, позволяющие получать поля до бХ Х10 А/м, кабели, по которым можно передавать без потерь большие потоки энергии. Все больший интерес вызывают сверхпроводники у специалистов, работающих в области микроэлектроники. Здесь наибольшее внимание уделяется созданию приборов, основанных на эффектах Джозефсона. Интенсивно ведутся работы по использованию сверхпроводников для создания логических элементов и элементов памяти ЭВМ. [c.271]

Температуры перехода, указанные в таблице, характеризуют элементы с природным изотопическим составом. Эта оговорка необходима, так как температуры перехода зависят от изотопического состава. Влияние изотопического состава на сверхпроводящие свойства будет обсуждаться в следующем разделе. Сверхпроводимость сплавов и соединений рассматривается в разделе 7. [c.631]

Сверхпроводимость — явление отнюдь не редкое более 20 элементов переходят в сверхпроводящее состояние, а список сплавов включает тысячи наименований. [c.301]

Многообещающей является также область криогенных исследований. Так, при изучении явления сверхпроводимости было показано, что токи могут сохраняться в сверхпроводящих веществах неопределенно долгое время. С развитием этой области появится возможность получать устройства — эталоны электрического тока, которые смогут осуществлять те же функции, что и эталонные ка-туни< 1 сопротивления и эталонные элементы в настоящее время. [c.59]

Теория сверхпроводимости Бардина — Купера — Шриффера. Выше в простой форме было изложено то основное, что мы знаем о сверхпроводниках интересные экспериментальные данные и феноменологические соотношения. Уже из этого описания можно усмотреть, что нет никакой нужды в каких-то отдельных теориях сверхпроводящих свойств для разных столбцов и строк периодической системы элементов, равно как для чистых металлов, с одной стороны, для сплавов — с другой, или, наконец, для сверхпроводников с различными кристаллическими структурами. Конечно, разные сверхпроводники обнаруживают количественное различие в деталях своих сверхпроводящих свойств, но очевидно также, что эти детали малосущественны при подходе с точки зрения уже существующей общей квантовой теории сверхпроводимости, которую мы будем сейчас обсуждать. Эта общая теория, как уже отмечалось выше, была создана в 1957 г. Бардином, Купером и Шриффером [4]. [c.446]

В гл. 32 мы выяснили, что приближение независимых электронов не дает адекватного описания большинства магнитоупорядоченных твердых тел. Во многих металлах, где отсутствует какой-либо магнитный порядок, несостоятельность приближения независимых электронов проявляется еще более заметным образом, когда ниже определенной температуры устанавливается состояние с электронным упорядочением другого типа, называемое сверхпроводящим состоянием. Сверхпроводимость — это отнюдь не редкое явление, характерное для нескольких металлов. Более 20 металлических элементов могут стать сверхпроводниками (табл. 34.1). Даже некоторые полупроводники при определенных условиях ) можно перевести в сверхпроводящее состояние, а список сплавов, в которых наблюдались сверхпроводящие свойства, включает в себя тысячи наименований ). [c.340]

Для измерения уровня жидкого гелия широко используются уровнемеры, использующие явление сверхпроводимости. Эффект сверхпроводимости состоит в том, что при температуре металла ниже критической Гк его сопротивление становится нулевым. Таким образом, если температура погруженной части преобразователя будет ниже критической, то сопротивление этой части будет нулевым и общее сопротивление преобразователя будет определяться только сопротивлением его сухой части. Чувствительные элементы таких преобразователей изготовляют из тантала (7к = 4,3 К), сплава 65-БТ (Гк 10 К), сплавов ниобия с титаном (7 к=9,7 К) и ниобия с цирконием (7 к = 10,8 К). Тантал может быть использован для измерения уровня гелия, находящегося при атмосферном или слегка пониженном давлении. При значительном понижении давления над жидким гелием работа уровнемера ухудшается, а при давлениях, даже немного превышающих атмосферное, чувствительный элемент из тантала вообще не переходит в сверхпроводящее состояние. В этих случаях нужно применять сплав 65-БТ или сплавы ниобия с титаном или цирконием. При использовании сплава 65-БТ нет необходимости в дополнительном подогревателе кроме того, изменение темпе- [c.158]

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]

Такое необычное состояние вещества при весьма низких температурах было названо сверхпроводимостью, а вещества, способные при глубоком охлаждении переходить в такое состояние, — сверхпроводниками. В дальнейшем было установлено, что сверхпроводниками являются, помимо ртути, многие другие металлы, а также различные сплавы и химические соединения — и не только соединения сверхпроводящих металлов друг с другом или сверхпроводящего металла с не сверхпроводящим, но даже соединения, состоящие только из е сверхпроводящих элементов (так, соединение Со3102 — сверхпроводник с 7 =1,4К, хотя ни кобальт Со, ни кремний 51, ни кислород О не являются сверхпроводниками). В то же время ряд металлов, в том числе такие наилучшие (т. е. обладающие наименьшим удельным сопротивлением при обычных температурах) проводники, как серебро и медь, перевести в сверхпроводящее состояние [c.31]

Способность замкнутых сверхпроводящих контуров удерживать незатухающий ток, а также возможность разрушения сверхпроводимости полем применяются для создания сверхпроводящих элементов памяти для компьютеров—криотронов. Некоторые из этих конструкций используют джозефсоновские элементы. При этом существенны два обстоятельства миниатюризация и быстродействие. Для миниатюризации применяются напыленные сверхпроводящие пленки. Наименьшая площадь контакта, полученная таким способом, составляет 10 см (торцевой контакт, см. рис. 22.18 а). Что касается быстродействия, то переключение туннельного контакта с джозефсоновского режима / / , V > 2А/е осуществляется за время, меньшее 10 с. [c.483]

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]

Как следует из ранее сделанных выводов, а также судя по положению ниобия в перио.чической таблице, его нитриды меиее устойчивы, чем нит-ридь1 тугоплавких элементов IV группы. Однако сушествование мононитрида ииобия NbN установлено вполне определенно, в то время как соединение NbjNs охарактеризовано недостаточно. Нитриды образуются при непосредственном синтезе (выше 600°), а также при взаимодействии окиси или галогенида ниобия с азотом в присутствии водорода. На воздухе нитриды легко окисляются с выделением азота. Большой интерес в течение некоторого времени представляла сверхпроводимость мононитрида NbN при 15.2 [34, 68, 69] — третьей ия наиболее высоких температур, известных для перехода вещества в сверхпроводящее состояние, так как в связи с этим он может найти применение как конструкционный материал для болометров [5, 47, 48, 89], [c.451]

Широко исследованы двухкомпо- нентные сверхпроводящие сплавы простых монотектнческяк, эвтектических, верите ктическм систем и систем с непрерывной растворимостью. Исследование систем Nb — Ti и Nb — Zr, образующих ряд твердых растворов в широком диапазоне концентраций, показало, что у многих сплавов при гелиевых температурах сверхпроводимость сохраняется до высоких значений магнитного поля. Критические характеристики сплавов зависят от механической и термической обработки сплавов, а также от наличия примесей я легирующих элементов. [c.522]

В этой необычной фазе могут находиться борид эрбия-родия и сульфид гольмия-молибдена (ЕгКЬ4В4 и НоМобБб) члены двух семейств тройных сверхпроводящих соединений, в состав которых входит редкоземельный элемент. Редкоземельный элемент образует внутри кристалла упорядоченную решетку магнитных ионов, а переходный металл придает ему сверхпроводящие свойства. Сочетание магнитных и сверхпроводящих свойств привлекло большое внимание к этому классу соединений с момента их открытия в начале 70 г5 годов. Хотя можно было бы ожидать, что рассеяние электронов проводимости с переворачиванием спина на магнитных моментах приведет к разрушению упорядочения в куперовских парах, сверхпроводимость сохраняется, предположительно из-за малости взаимодействия локализованных 4/-электронов в атомах редкоземельных элементов с электронами проводимости [c.251]

Атомный объем элементов, как было установлено, связан со свойствами сверхпроводимости. На рис. 4 приведены значения атомных объемов, включая для некоторых элементов различные полиморфные модификации. Пунктирные линии показывают ориентировочно интервал, в котором встречается больше всего сверхпроводящих материалов. Как бериллий, так и висмут явля- [c.14]

Температура перехода титана в сверхпроводимое состояние очень низкая (0,4 К), что не позволяет использовать чистый титан как сверхпроводящий материал. Однако легирование его ниобием, рутением и некоторыми другими элементами значительно повышает температуру перехода. Так, например, сплав Ti—22 Nb имеет 7 ьр=9 К и допускает использование высоких [c.115]

При замене электрон-фононного взаимодействия на это эффективное взаимодействие мы, разумеется, пренебрегаем многими членами в гамильтониане. В частности, мы рассматривали лишь переходы между состояниями, в которых отсутствуют фононы. В теории сверхпроводимости отбрасываются многие члены в гамильтониане и оставляются лишь те, которые существенно необходимы. Для построения микроскопической теории сверхпроводимости важны, как будет показано ниже, именно те члены, которые можно получить из найденного выше оператора взаимодействия Уе1е1- Важной особенностью этих членов является то, что для электронов вблизи поверхности Ферми разность энергий, входящая в знаменатель выражения (4.58), мала по сравнению с йш, и матричные элементы е1е оказываются отрицательными. Поэтому между такими электронами существует притяжение, которое может привести к нестабильности нормального состояния металла. Если это действительно происходит, то образуется новое сверхпроводящее состояние металла. [c.474]

На явлении сверхпроводимости основаны некоторые элементы памяти счетнорешающих устройств. Принцип действия таких элементов, изготавливаемых из сверхпроводящих пленок, состоит в том, что ток, созданный в сверхпроводящем кольце, не затухает очень долго. На принципе разрушения сверхпроводящего состояния магнитным полем основано иногда устройство переключающих элементов современных электронных вычислительных машин. Достижение высокотемпературной сверхпроводимости сущест венно приближает время широкого технического использования этого явления. [c.221]

СВЕРХПРОВОДНИКЙ, вещества, у к-рых при охлаждении ниже определённой критич. темп-ры Г электрич. сопротивление падает до нуля, т. е. наблюдается сверхпроводимость. За исключением Си, Ag, Аи, Р1, щелочных (Ы, Na, К и др.), щёлочноземельных (Са, 8г, Ва, Ва) и ферромагнитных (Ре, Со, N1 и др.,) металлов, большая часть остальных металлич. элементов явл. С. (см. табл. в ст. Металлы). Элементы 81, Ое, В1 становятся С. при охлаждении под давлением. Переход в сверхпроводящее состояние обнаружен также у неск. сот металлич. сплавов и соединений и у нек-рых сильнолегированных ПП. У ряда сверхпроводящих сплавов отд. компоненты или даже все компоненты сами по себе не явл. С. Открыты С.— полимеры (так, у полимера, состоящего из поочерёдно расположенных атомов 8 и Н, 0,34 К). Значения Г почти для всех известных С. лежат в диапазоне темп-р существования жидкого водорода и жидкого гелия (темп-ра кипения водорода Гкип=20,4 К). [c.659]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...