సూపర్ కండక్టివిటీని కమెర్లిన్-ఒన్నెస్ కనుగొన్నారు. (1911), www.superconductors.org
అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన సూపర్ కండక్టివిటీ మోడల్ (BCS) రచయితలు జాన్ బార్డీన్, లియోన్ కుప్పర్, జాన్ ష్రిఫెర్ (1957), www.superconductors.org
HTSC పూర్వీకులు. నోబెల్ గ్రహీతలు అలెక్స్ ముల్లర్ మరియు జార్జ్ బెడ్నోర్జ్, www.superconductors.org
మాస్కో స్టేట్ యూనివర్శిటీ యొక్క కెమిస్ట్రీ విభాగంలో పాదరసం-కలిగిన HTSC దశల ఆవిష్కరణ - E.V. యాంటిపోవ్ మరియు S.N. పుటిలిన్, www.icr.chem.msu.ru
ఆవిష్కరణ చరిత్ర
(ట్రెట్యాకోవ్ యు.డి., గుడిలిన్ ఇ.ఎ., మెటల్ ఆక్సైడ్ సూపర్ కండక్టర్లను పొందే రసాయన సూత్రాలు, ఉస్పేఖి ఖిమి, 2000, వి. 69, నం. 1, పేజి. 3-40.)
సూపర్ కండక్టివిటీ చరిత్ర మరింత ఎక్కువ ఆవిష్కరణల గొలుసు ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది సంక్లిష్ట నిర్మాణాలు, ఒక రకమైన "రసాయన పరిణామం" సాధారణ నుండి సంక్లిష్టమైనది. ఇది 1911 నాటిది, డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త కమెర్లింగ్ ఒన్నెస్, మొదట ద్రవ హీలియంను పొందారు మరియు తద్వారా సంపూర్ణ సున్నాకి దగ్గరగా ఉన్న ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పదార్థాల లక్షణాల యొక్క క్రమబద్ధమైన అధ్యయనాలకు మార్గం తెరిచారు, 4.2 K వద్ద సాధారణ లోహ పాదరసం (ఒక సాధారణ పదార్ధం) అని కనుగొన్నారు. ఒక "చెడు మెటల్" ప్రాతినిధ్యం) పూర్తిగా విద్యుత్ నిరోధకత కోల్పోతుంది. 1933లో మీస్నర్ మరియు ఓచ్‌సెన్‌ఫెల్డ్ సూపర్ కండక్టర్స్ (SC) కూడా ఆదర్శవంతమైన డయామాగ్నెట్‌లు అని చూపించారు, అంటే అవి పూర్తిగా పంక్తులను బయటకు నెట్టివేస్తాయి అయిస్కాంత క్షేత్రంజాయింట్ వెంచర్ వాల్యూమ్ నుండి.
ఇవన్నీ, సూత్రప్రాయంగా, సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనానికి అపారమైన అవకాశాలను తెరిచాయి. అయితే, ఈ ఆలోచనలను గ్రహించే మార్గంలో చాలా కాలంఅధిగమించలేని అవరోధం ఉంది - సూపర్‌హీట్ స్థితికి పరివర్తన యొక్క అత్యంత తక్కువ ఉష్ణోగ్రత, దీనిని క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత (Tc) అని పిలుస్తారు. కమెర్లింగ్ ఒన్నెస్‌ను కనుగొన్న 75 సంవత్సరాలలో, ఈ ఉష్ణోగ్రత Nb 3 Ge ఇంటర్‌మెటాలిక్ సమ్మేళనంపై 23.2 Kకి మాత్రమే పెరిగింది మరియు సాధారణంగా ఆమోదించబడిన సూపర్ కండక్టివిటీ (BCS) సిద్ధాంతాలు ప్రాథమిక అవకాశంపై అవిశ్వాసానికి దారితీశాయి. ఈ ఉష్ణోగ్రత అడ్డంకిని అధిగమించడం.
1986లో బెడ్నోర్జ్ మరియు ముల్లర్ రాగి, లాంతనమ్ మరియు బేరియం ఆక్సైడ్‌ల (లా 2-x Ba x CuO 4) ఆధారంగా 30K వద్ద సూపర్‌హీటెడ్ స్థితికి మారడానికి సిరామిక్స్ సామర్థ్యాన్ని కనుగొన్నారు. 1978లో సారూప్య కూర్పుతో కూడిన కాంప్లెక్స్ కప్రేట్‌లు సంశ్లేషణ చేయబడ్డాయి. Lazarev, Kahan మరియు Shaplygin, అలాగే రెండు సంవత్సరాల తరువాత ఫ్రెంచ్ పరిశోధకులు. దురదృష్టవశాత్తు, ఈ నమూనాల విద్యుత్ వాహకత మరిగే పాయింట్ వరకు మాత్రమే కొలుస్తారు ద్రవ నత్రజని(77K), ఇది సూపర్ కండక్టివిటీ ప్రభావాన్ని గుర్తించడానికి మమ్మల్ని అనుమతించలేదు.
HTSC యొక్క ఆవిష్కరణ యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణం ఏమిటంటే, సూపర్ కండక్టివిటీ సాంప్రదాయ ఇంటర్‌మెటాలిక్ సమ్మేళనాలు, సేంద్రీయ లేదా పాలిమర్ నిర్మాణాలలో కాదు, సాధారణంగా విద్యుద్వాహక లేదా సెమీకండక్టర్ లక్షణాలను ప్రదర్శించే ఆక్సైడ్ సిరామిక్స్‌లో కనుగొనబడింది. ఇది మానసిక అవరోధాలను నాశనం చేసింది మరియు USA, జపాన్, చైనా మరియు రష్యాలో దాదాపు ఏకకాలంలో కొత్త, మరింత ఆధునిక తరాల మెటల్ ఆక్సైడ్ జాయింట్ వెంచర్‌లను రూపొందించడానికి తక్కువ సమయంలో అనుమతించింది:
ఫిబ్రవరి 1987 - నిర్మాణాన్ని సవరించడానికి "కెమికల్ కంప్రెషన్" ఆలోచనను ఉపయోగించి చు మరియు ఇతరులు సంశ్లేషణ చేసారు, బేరియం నుండి SP సిరామిక్స్, యట్రియం మరియు కాపర్ ఆక్సైడ్లు YBa 2 Cu 3 O 7-x క్లిష్ట ఉష్ణోగ్రత 93 K, అంటే , ద్రవ నత్రజని యొక్క మరిగే బిందువు పైన.
జనవరి 1988లో మైదా మరియు ఇతరులు Bi 2 Sr 2 Ca n-1 Cu n O 2n+4 కూర్పుతో సమ్మేళనాల శ్రేణిని సంశ్లేషణ చేస్తారు, వీటిలో n=3తో ఉన్న దశ T c =108Kని కలిగి ఉంటుంది.
ఒక నెల తర్వాత, షెంగ్ మరియు హెర్మాన్ సూపర్ కండక్టర్ Tl 2 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 10 c T c = 125Kని పొందారు.
1993లో యాంటిపోవ్, పుటిలిన్ మరియు ఇతరులు HgBa 2 Ca n-1 Cu n O 2n+2+ d (n=1-6) కూర్పుతో అనేక పాదరసం-కలిగిన సూపర్ కండక్టర్లను కనుగొన్నారు. ప్రస్తుతం, HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8+d (Hg -1223) దశ క్రిటికల్ ఉష్ణోగ్రత (135 K) యొక్క అత్యధిక తెలిసిన విలువను కలిగి ఉంది మరియు 350 వేల వాతావరణాల బాహ్య పీడనం వద్ద, పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత 164 K కి పెరుగుతుంది. , ఇది కనిష్ట ఉష్ణోగ్రత కంటే 19 K మాత్రమే తక్కువగా ఉంటుంది, భూమి యొక్క ఉపరితలంపై సహజ పరిస్థితులలో నమోదు చేయబడుతుంది. అందువలన, SCలు "రసాయనపరంగా అభివృద్ధి చెందాయి", లోహ పాదరసం (4.2 K) నుండి పాదరసం-కలిగిన HTSC (164 K)కి వెళుతుంది.
మొత్తంగా, దాదాపు 50 ఒరిజినల్ లేయర్డ్ HTSC కప్రేట్‌లు ఇప్పటి వరకు తెలుసు. గది ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలతో కొత్త SPలను సృష్టించడం గురించి ఎప్పటికప్పుడు సంచలనాత్మక నివేదికలు పత్రికలలో కనిపిస్తాయి. మరియు రాగి రహిత SCలు చాలా కాలంగా తెలిసినప్పటికీ, వారు SC స్థితికి పరివర్తన యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రతను ఇంకా సాధించలేకపోయారు (రాగి రహిత SCలకు T c యొక్క రికార్డు విలువలు Ba 1లో సాధించబడ్డాయి. -x K x BiO 3 మరియు ఫుల్లెరిన్ (Cs 3 C 60) ఆధారంగా ఇంటర్‌స్టీషియల్ దశలో విడిగా, హెవీ మెటల్స్ (Hg, Pb, Ba) లేని "పర్యావరణపరంగా సురక్షితమైన" HTSCలను సంశ్లేషణ చేసే ప్రయత్నాలకు సంబంధించిన దిశను కూడా మనం పేర్కొనాలి. ), ఉదాహరణకు, అధిక పీడనం కింద పొందిన కాల్షియం ఆక్సిక్యుప్రేట్ దశలు.
పుట 1
వద్ద సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ అధిక రక్త పోటు(TMTSF) 2PF6 మరియు సాధారణ పీడనం వద్ద (TMTSF) 2C1O4 ఒక సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితి యొక్క ఆవిర్భావానికి అవసరమైన ముందస్తు అవసరాలకు సంబంధించి గతంలో ఉన్న ఆలోచనల యొక్క గుర్తించదగిన పునర్విమర్శకు దారితీసింది. చదువుతున్నప్పుడు క్రిస్టల్ నిర్మాణాలుమరియు రకానికి చెందిన అనేక సమ్మేళనాలలో పరస్పర దూరాలు (TMTSF) 2Ar Woodle షరతులు (a) మరియు (b) యొక్క నెరవేర్పు అవసరం లేదని నిర్ధారణకు వచ్చారు. అంతేకాకుండా, లో ఈ విషయంలోఅతివ్యాప్తి కారణంగా లోహ విద్యుత్ వాహకత ఏర్పడదు వేవ్ విధులుకార్బన్ యొక్క tg ఎలక్ట్రాన్లు, కానీ ఒకదానికొకటి సెలీనియం అణువుల సామీప్యత కారణంగా, మరియు అటువంటి అతివ్యాప్తి స్టాక్ లోపల మాత్రమే కాకుండా, పొరుగు స్టాక్ల మధ్య కూడా సంభవిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, పరిశీలనలో ఉన్న సమ్మేళనాల స్ఫటికాలు దాత మరియు అంగీకరించే పొరల నుండి నిర్మించబడ్డాయి మరియు పాక్షిక-రెండు-డైమెన్షనల్ నిర్మాణాలను ఏర్పరుస్తాయి. ముఖ్యంగా, సెలీనియం పరమాణువుల మధ్య ఉన్న అన్ని దూరాలు పరమాణువుల వాన్ డెర్ వాల్స్ రేడియాలను మించవు. మాగ్నెటోరెసిస్టెన్స్ కొలతలు క్రింది ఫలితాలను ఇచ్చాయి: ఫిగర్ 5 6.1 యొక్క సమతలానికి లంబంగా TMTSF స్టాక్ల ద్వారా గీసిన విమానాలలో సంభవించే ఎలక్ట్రాన్ల ద్విమితీయ కదలిక పొందికగా ఉంటుంది మరియు ఈ విమానాల మధ్య కదలిక వ్యాప్తి చెందుతుంది. వుడ్ల్ ఎత్తి చూపినట్లుగా, ఈ సమ్మేళనాలపై అందుబాటులో ఉన్న ఫలితాలను పరిగణనలోకి తీసుకున్నప్పుడు, కనీసం మూడు ఆసక్తికరమైన ప్రశ్నలు తలెత్తుతాయి: సైద్ధాంతిక సమస్యలు: (1) విద్యుత్ వాహకత యొక్క నాన్ లీనియర్ ఫీల్డ్ డిపెండెన్సీకి కారణం ఏమిటి.
సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ చాలా ఎక్కువ ఒక ప్రకాశవంతమైన సంఘటనవాహకత అధ్యయనాలలో సేంద్రీయ పదార్థం. 1980లో ఐసోస్ట్రక్చరల్ సమ్మేళనాల కుటుంబంలో బెచ్‌గార్డ్, జాకబ్‌సెన్, మోర్టెన్‌సెన్, పీటర్‌సెన్ మరియు సోరాప్ మరియు జెరోమ్, మజో, రిబోట్ మరియు బెచ్‌గార్డ్ దీనిని మొదటిసారిగా గమనించారు. సాధారణ సూత్రం(TMTSF) 2Ar, వీటిని తరచుగా బెచ్‌గార్డ్ లవణాలు అంటారు. ఉప్పు ClO4 మాత్రమే వద్ద సూపర్ కండక్టివిటీని ప్రదర్శిస్తుంది వాతావరణ పీడనంమరియు ఒక క్లిష్టమైన సూపర్ కండక్టింగ్ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత Tc 1 K ఉంది.
సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్నప్పటి నుండి, యొక్క అవకాశాలు సాంకేతిక ఉపయోగంఈ అద్భుతమైన దృగ్విషయం.
పాదరసంలో సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్న వెంటనే, కామెర్లింగ్-ఆన్ - నెస్ మరియు అతని సహకారులు సీసం మరియు టిన్ వంటి ఇతర లోహాలు సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిగా మారగలవని చూపించగలిగారు. తరువాత, ఇండియం, గాలియం మరియు థాలియం యొక్క సూపర్ కండక్టింగ్ లక్షణాలు కనుగొనబడ్డాయి మరియు 30 లలో, కొత్త లోతైన శీతలీకరణ పద్ధతుల అభివృద్ధితో, సూపర్ కండక్టర్ల సంఖ్య అల్యూమినియం, జింక్ మరియు ఇతర మూలకాలతో భర్తీ చేయబడింది.
సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్న అతి త్వరలో, ఇది నమూనాను వేడి చేయడం ద్వారా మాత్రమే కాకుండా, అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచడం ద్వారా కూడా నాశనం చేయబడుతుందని కనుగొనబడింది.
ఇది సూపర్కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు అని నొక్కి చెప్పాలి ప్రత్యేక లక్షణాలుక్వాంటం ద్రవాలు వాస్తవంపై సందేహాన్ని కలిగించవు నిజమైన ప్రక్రియలుఎల్లప్పుడూ ఒక డిగ్రీ లేదా మరొకదానికి తిరుగులేనిది.
కాబట్టి, దీని స్వభావాన్ని అర్థం చేసుకోవడంలో గుణాత్మక పురోగతి సాధించడానికి ముందు సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ నుండి దాదాపు అర్ధ శతాబ్దం పట్టింది. అద్భుతమైన దృగ్విషయంమరియు అతని స్థిరమైన సిద్ధాంతం సృష్టించబడింది.
1986 చివరిలో, 30 K కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద లాంతనమ్ - బేరియం - కాపర్ ఆక్సిజన్ సెరామిక్స్ యొక్క సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణపై స్విట్జర్లాండ్ నుండి K. Bednorets ద్వారా ఒక నివేదిక ప్రచురించబడింది.
ముఖ్యమైనది లక్షణ ఆస్తిసూపర్ కండక్టర్ పూర్తి లేకపోవడంపరివర్తన ఉష్ణోగ్రత Qc కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రతిఘటన. నిజానికి, సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్న తర్వాత ఇది చాలా కాలం పాటు నమ్మబడింది. కానీ 6C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న సూపర్ కండక్టర్ కేవలం ఆదర్శవంతమైన కండక్టర్ కాదు: ఇది ఆదర్శవంతమైన డయామాగ్నెటిక్, లేదా మరో మాటలో చెప్పాలంటే, బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో కూడా దాని అంతర్గత సాంద్రత అయస్కాంత ప్రవాహంఎల్లప్పుడూ సున్నాకి సమానం. అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచిన సూపర్ కండక్టర్ చల్లబడినప్పుడు, విద్యుత్ లైన్లుసూపర్ కండక్టింగ్ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత దాటిన వెంటనే ఇండక్షన్‌లు పదార్థం నుండి బయటకు నెట్టబడతాయి.
మొదటి ఆస్తిని కమెర్లింగ్ ఒన్నెస్ హీలియంను ద్రవీకరించగలిగిన మూడు సంవత్సరాల తర్వాత కనుగొన్నాడు, రెండవది సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్న 30 సంవత్సరాల తర్వాత కపిట్సాచే కనుగొనబడింది.
సూపర్ కండక్టింగ్ పరివర్తన యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రతలు అటువంటి వాటిలో సంభవించవచ్చు రసాయన సమ్మేళనాలు, వీటిలో భాగాలు తక్కువ Tc కలిగి ఉంటాయి లేదా సూపర్ కండక్టర్లు కావు. ఉదాహరణకు, నత్రజని మరియు కార్బన్‌లకు సూపర్ కండక్టివిటీ లేదు, స్వచ్ఛమైన టంగ్‌స్టన్, జిర్కోనియం మరియు మాలిబ్డినం Tk 1 K మరియు WC Tk - 10 K, ZrN Tk కోసం 10 7 K, MoC Tk కోసం - 14 3 K. సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్నది. పాలిమర్ (SN) అంటే సూపర్ కండక్టివిటీ అధ్యయనంలో కొత్త దశ ప్రారంభం. పరివర్తన లోహాలపై ఆధారపడిన మిశ్రమాలు మరియు సమ్మేళనాలు అత్యధిక సూపర్ కండక్టింగ్ పారామితులను కలిగి ఉంటాయి.
గత సంవత్సరాలసమయం ఉన్నాయి క్రియాశీల పనిమేము పరిగణించిన ప్రాంతంలో, మరియు భవిష్యత్తులో మరింత కార్యాచరణను ఆశిస్తున్నాము. సృష్టించబడిన కార్నూకోపియా నుండి లాగా అధిక కళసేంద్రీయ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు, కొత్త సమ్మేళనాలు విద్యుత్ లక్షణాలు. ఒకటి కంటే ఎక్కువ రకాల IRSలో సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క యంత్రాంగాన్ని నిర్ణయించే అవకాశాలను గణనీయంగా విస్తరించింది మరియు తత్ఫలితంగా, మరిన్ని వాటితో సమ్మేళనాల సంశ్లేషణ గరిష్ట ఉష్ణోగ్రతసూపర్ కండక్టింగ్ పరివర్తన. పాక్షిక-ఒక-డైమెన్షనల్ మరియు క్వాసి-టూ-డైమెన్షనల్ సిస్టమ్‌లుగా ప్రవర్తించే సమ్మేళనాల సంశ్లేషణ ఇప్పుడు కనుగొనగలిగే సిద్ధాంతకర్తల కోసం విస్తృత కార్యాచరణ క్షేత్రాన్ని తెరిచింది. ఖచ్చితమైన పరిష్కారంబదిలీ సమస్యలు. పెద్ద ఎత్తునమెషిన్ మోడలింగ్ వినియోగాన్ని స్వీకరించింది, ఇది ప్రముఖ ధోరణిగా మారుతోంది, ఉదాహరణకు, నిరాకార అధ్యయనంలో ఘనపదార్థాలు, ఇక్కడ క్యారియర్‌ల కదలిక హోపింగ్ పాత్రను కలిగి ఉంటుంది. లేజర్ టెక్నాలజీ యొక్క నిరంతర అభివృద్ధి, ఇది ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడిన తరంగదైర్ఘ్యాలతో రేడియేషన్ యొక్క చిన్న పల్స్‌లను పొందడం సాధ్యం చేస్తుంది, నిర్దిష్ట అంతర్గత మోడ్‌లను ఉత్తేజపరచడం మరియు వాటి సడలింపు రేట్లను అధ్యయనం చేయడం సాధ్యపడింది; ఏకరీతి లైన్‌విడ్త్‌లు కొలుస్తారు మరియు అటువంటి విస్తరణ కోసం యంత్రాంగాలు అభివృద్ధి చేయబడతాయి.
మొదటి చూపులో, K. P. యాకోవ్లెవ్ యొక్క సాక్ష్యం తిరస్కరించలేని ఒకదానిని తీవ్రంగా వ్యతిరేకిస్తున్నట్లు అనిపిస్తుంది. చారిత్రక వాస్తవం: P. N. లెబెదేవ్ రాసిన చివరి చిన్న వ్యాసం, 1911లో భౌతిక శాస్త్రంలో పురోగతి, గ్రహ పరమాణువు గురించి ఒక్క మాట కూడా లేదు. కానీ విషయం ఏమిటంటే, సాధారణ ప్రజల కోసం వ్రాసిన మరియు రష్యన్ గెజిట్ యొక్క నూతన సంవత్సర సంచికలో ప్రచురించబడిన ఈ వ్యాసం 11 వ సంవత్సరంలో వివాదాస్పదమైన మరియు అర్థమయ్యే విజయాలకు మాత్రమే అంకితం చేయబడింది. కామెర్లింగ్-ఒన్నెస్ క్రయోజెనిక్ ప్రయోగశాల పనికి మొత్తం పేరా కేటాయించబడినప్పటికీ, సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ గురించి ఇది ప్రస్తావించలేదు. గ్రహ పరమాణువు వివాదాస్పదమైన మరియు అర్థమయ్యే సత్యాల వర్గానికి చెందినది కాదు.
సంబంధిత గొప్ప ప్రారంభంఅవకాశాలు అద్భుతంగా ఉన్నాయి. సున్నాతో పదార్థాలను సృష్టించడం విద్యుత్ నిరోధకతచవకైన శీతలకరణిని ఉపయోగించి సులభంగా నిర్వహించబడే ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ద్రవ నైట్రోజన్ (77 K), సంఖ్యను పరిష్కరించడానికి మార్గం తెరుస్తుంది ఆచరణాత్మక సమస్యలు, నష్టాలు లేకుండా శక్తి బదిలీ వంటివి దూరాలు, వేడి పరిమితులకు లోబడి లేని సూక్ష్మ కంప్యూటర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల సృష్టి మరియు ఆవిర్భావం రైల్వేలుసూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాల రంగంలో కదులుతున్న రైళ్లు, అనగా. వాస్తవంగా ఘర్షణ లేనిది. కానీ చాలా విశేషమైన విషయం ఏమిటంటే, సూపర్ కండక్టివిటీని కనుగొన్న తర్వాత మొదటి 75 సంవత్సరాలలో, Tc కేవలం 23 K కి పెరిగింది. తర్వాత, కేవలం కొన్ని నెలల్లో, Tc 100 Kకి చేరుకుంది. ఖచ్చితంగా సూపర్ కండక్టివిటీని కలిగి ఉన్న ఇతర పదార్థాలు కనుగొనబడతాయి. వద్ద గది ఉష్ణోగ్రతలు. అలాంటి ఆవిష్కరణ ఉంటుంది బలమైన ప్రభావంమన సంస్కృతిపై, పోల్చదగినది, బహుశా, ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క రూపాన్ని ఫలితాలతో మాత్రమే.
పేజీలు: ..... 1
కండక్టర్ నిరోధకత ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. లోహాలను వేడి చేసినప్పుడు, నిరోధకత పెరుగుతుంది; లోహాలు చల్లబడినప్పుడు, నిరోధకత తగ్గుతుంది. కండక్టర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత సున్నాకి చేరుకున్నప్పుడు, సూపర్ కండక్టివిటీ అని పిలువబడే ఒక దృగ్విషయం కనిపించవచ్చు.
ఆవిష్కరణ చరిత్ర
సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క ఆవిష్కరణ డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త H. కమెర్లింగ్-ఒన్నెస్‌కు చెందినది. అతను పాదరసం ద్రవ హీలియంలో చల్లబరిచాడు. మొదట ప్రతిఘటన క్రమంగా తగ్గింది, ఆపై, ఒక నిర్దిష్ట స్థాయికి చేరుకున్న తర్వాత నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత, ప్రతిఘటన తీవ్రంగా సున్నాకి పడిపోయింది. ఈ దృగ్విషయాన్ని సూపర్ కండక్టివిటీ అంటారు.
అయినప్పటికీ, వారు 1957లో మాత్రమే సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క దృగ్విషయం యొక్క సారాంశాన్ని వివరించగలిగారు. ఇది ఆధారంగా ఇవ్వబడింది క్వాంటం సిద్ధాంతం. భారీ సరళీకరణతో, సూపర్ కండక్టివిటీని వివరించవచ్చు క్రింది విధంగా: ఎలక్ట్రాన్లు ర్యాంక్‌లలో ఏకం అవుతాయి మరియు ఢీకొనకుండా కదులుతాయి క్రిస్టల్ లాటిస్. ఈ కదలిక సాధారణ అస్తవ్యస్తమైన థర్మల్ కదలికను పోలి ఉండదు.
1986 లో, తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టివిటీకి అదనంగా, ఇది కనుగొనబడింది అధిక ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టివిటీ. సృష్టించబడింది సంక్లిష్ట కనెక్షన్లు, ఇది 100 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద సూపర్ కండక్టివిటీ స్థితికి వెళుతుంది.
సూపర్ కండక్టర్ల లక్షణాలు
- క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత అనేది ఒక పదార్ధం సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితికి వెళ్ళే ఉష్ణోగ్రత. సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క దృగ్విషయం లోహాలు మరియు వాటి మిశ్రమాలలో సంభవిస్తుంది చాలా వద్ద తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు (సుమారు 25 K మరియు అంతకంటే తక్కువ). కొన్ని పదార్ధాల యొక్క క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతలను సూచించే సూచన పట్టికలు ఉన్నాయి.
- సూపర్ కండక్టివిటీలో ప్రతిఘటన లేదు కాబట్టి, వేడి ఉత్పత్తి జరగదుకండక్టర్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు విద్యుత్ ప్రవాహం. సూపర్ కండక్టర్ల యొక్క ఈ లక్షణం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
- ప్రతి సూపర్ కండక్టర్ కోసం ఉంది క్లిష్టమైన విలువ ఆంపిరేజ్, కండక్టర్‌లో దాని సూపర్ కండక్టివిటీకి భంగం కలగకుండా సాధించవచ్చు. ఇది జరుగుతుంది ఎందుకంటే కరెంట్ పాస్ అయినప్పుడు, కండక్టర్ చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రం సృష్టించబడుతుంది. మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిని నాశనం చేస్తుంది. కాబట్టి, ఏకపక్షంగా బలమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి సూపర్ కండక్టర్లను ఉపయోగించలేము.
- శక్తి సూపర్ కండక్టర్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు దాని వలన నష్టము లేదు.పరిశోధనా రంగాలలో ఒకటి ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు, గది ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థాల సృష్టి. ఈ సమస్యను పరిష్కరించగలిగితే, అత్యంత ముఖ్యమైన వాటిలో ఒకటి సాంకేతిక సమస్యలు- నష్టం లేకుండా వైర్ల ద్వారా శక్తి బదిలీ.
అవకాశాలు
అధిక ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టివిటీ- ఇది పరిశోధన యొక్క చాలా ఆశాజనక ప్రాంతం, ఇది తరువాత కొత్తదానికి దారితీయవచ్చు సాంకేతిక విప్లవంఎలక్ట్రానిక్స్, ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు రేడియో ఇంజనీరింగ్‌లో. ఈ ప్రాంతంలోని తాజా డేటా ప్రకారం, గరిష్టంగా క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతసాధించిన సూపర్ కండక్టివిటీ 166K.
మేము గది ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సూపర్ కండక్టింగ్ చేసే పదార్థాల ఆవిష్కరణకు క్రమంగా దగ్గరవుతున్నాము. టెక్నాలజీ ప్రపంచంలో ఇది ఒక ముందడుగు అవుతుంది. నష్టం లేకుండా ఎంత దూరమైనా విద్యుత్‌ను ప్రసారం చేయవచ్చు.
కండక్టర్ యొక్క అణువుల అస్తవ్యస్తమైన కదలిక విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నిరోధిస్తుంది. కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత తగ్గుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో తగ్గుతుంది. కండక్టర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతలో మరింత క్షీణతతో, ప్రతిఘటనలో పూర్తి తగ్గుదల మరియు సూపర్ కండక్టివిటీ యొక్క దృగ్విషయం గమనించవచ్చు.
ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద (0 oK కి దగ్గరగా), కండక్టర్ యొక్క ప్రతిఘటన తీవ్రంగా సున్నాకి పడిపోతుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని సూపర్ కండక్టివిటీ అంటారు. అయినప్పటికీ, సూపర్ కండక్టర్లలో మరొక దృగ్విషయం కూడా గమనించబడింది - మీస్నర్ ప్రభావం. సూపర్ కండక్టింగ్ స్టేట్ ఎగ్జిబిట్‌లో కండక్టర్లు అసాధారణ ఆస్తి. సూపర్ కండక్టర్ వాల్యూమ్ నుండి అయస్కాంత క్షేత్రం పూర్తిగా స్థానభ్రంశం చెందుతుంది.
సూపర్ కండక్టర్ ద్వారా అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క స్థానభ్రంశం.
ఒక సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిలో ఉన్న కండక్టర్, ఒక ఆదర్శ వాహకానికి విరుద్ధంగా, డయామాగ్నెటిక్ పదార్థం వలె ప్రవర్తిస్తుంది. బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం సూపర్ కండక్టర్ వాల్యూమ్ నుండి స్థానభ్రంశం చెందుతుంది. అప్పుడు మీరు సూపర్ కండక్టర్‌పై అయస్కాంతాన్ని ఉంచినట్లయితే, అయస్కాంతం గాలిలో వేలాడుతుంది.
అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి సూపర్ కండక్టర్‌ను ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, దానిలో ఎడ్డీ ఇండక్షన్ కరెంట్‌లు ఉత్పన్నమవుతాయి, అయస్కాంత క్షేత్రం బాహ్య క్షేత్రానికి పూర్తిగా భర్తీ చేస్తుంది (ఏదైనా డయామాగ్నెటిక్ పదార్థం వలె). కానీ ప్రేరేపిత అయస్కాంత క్షేత్రం కూడా ఎడ్డీ ప్రవాహాలను సృష్టిస్తుంది, దీని దిశ దిశలో ఇండక్షన్ ప్రవాహాలకు వ్యతిరేకం మరియు పరిమాణంలో సమానంగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, సూపర్ కండక్టర్ వాల్యూమ్‌లో అయస్కాంత క్షేత్రం లేదా కరెంట్ ఉండదు. సూపర్ కండక్టర్ యొక్క వాల్యూమ్ ఒక సన్నని సమీప-ఉపరితల పొర ద్వారా రక్షించబడుతుంది - ఒక చర్మపు పొర - దీని మందం (సుమారు 10-7-10-8 మీ) అయస్కాంత క్షేత్రం చొచ్చుకుపోతుంది మరియు దాని పరిహారం జరుగుతుంది.
ఎ- ఏదైనా ఉష్ణోగ్రత (1) వద్ద సున్నా కాని ప్రతిఘటన కలిగిన సాధారణ కండక్టర్ అయస్కాంత క్షేత్రంలోకి ప్రవేశపెట్టబడుతుంది. చట్టం ప్రకారం విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణఅయస్కాంత క్షేత్రం లోహంలోకి ప్రవేశించడాన్ని నిరోధించే ప్రవాహాలు ఉత్పన్నమవుతాయి (2). అయినప్పటికీ, ప్రతిఘటన సున్నా కానిది అయితే, అవి త్వరగా క్షీణిస్తాయి. అయస్కాంత క్షేత్రం సాధారణ లోహం యొక్క నమూనాలోకి చొచ్చుకుపోతుంది మరియు దాదాపు ఏకరీతిగా ఉంటుంది (3);
బి- నుండి సాధారణ పరిస్థితిపైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద టి c రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి: మొదటిది: ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, నమూనా సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితికి వెళుతుంది, అప్పుడు అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని అన్వయించవచ్చు, ఇది నమూనా నుండి బయటకు నెట్టబడుతుంది. రెండవది: మొదట నమూనాలోకి చొచ్చుకుపోయే అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వర్తింపజేయండి, ఆపై ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించండి, ఆపై పరివర్తన సమయంలో ఫీల్డ్ బయటకు నెట్టబడుతుంది. అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఆపివేయడం అదే చిత్రాన్ని ఇస్తుంది;
వి- మీస్నర్ ప్రభావం లేనట్లయితే, ప్రతిఘటన లేని కండక్టర్ భిన్నంగా ప్రవర్తిస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రంలో ప్రతిఘటన లేని స్థితికి మారినప్పుడు, అది అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని నిర్వహిస్తుంది మరియు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం తొలగించబడినప్పుడు కూడా దానిని నిలుపుకుంటుంది. ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం ద్వారా మాత్రమే అటువంటి అయస్కాంతాన్ని డీమాగ్నెటైజ్ చేయడం సాధ్యమవుతుంది. అయితే, ఈ ప్రవర్తన ప్రయోగాత్మకంగా గమనించబడలేదు.