Upload
soledad-munoz
View
28
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Michal a Tomáš Odstrčil. Supravodivost. Obsah . Historie Supravodiče I. a II. Typu Zajímavé vlastnosti BCS teorie Vysokoteplotní supravodivost Speciální typy supravodičů Experiment. Historie. Objevitel je H.K. Onnese Zkapalnil helium Teplota varu He 4,23K - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Michal a Tomáš Odstrčil
Historie Supravodiče I. a II. Typu Zajímavé vlastnosti BCS teorie Vysokoteplotní supravodivost Speciální typy supravodičů Experiment
Historie
Objevitel je H.K. Onnese Zkapalnil helium
• Teplota varu He 4,23K
Objev supravodivosti roku 1911 Pozorována u rtuti při 4,26K Časem objeveny supravodiče s vyšší TC
Objev LaBaCuO (35K) a YBaCuO (92K)
Historie
Základní pojmy
Kritická teplota (Tc)
Kritické magnetické pole (Bc)Empirický vzorec závislosti na teplotě
Základní rozdělení
Supravodiče I. typu Supravodiče II. typu
Supravodiče vysokoteplotní
Smíšenýstav
Supravodiče I. typu Jsou to kovy nebo polokovy Nemají prakticky žádné využití Velmi nízké přechodové teploty Nízké kritické magnetické pole Dokonalá diamagnetika
Supravodiče I. typuHg 4,154 KIn 3,403 5 KPb 7,196 KV 5,40 KZn 7,86 KP 14-24K při 250GPa
Supravodiče II. typu
Supravodiče II. typuNb3Sn 18Nb3Al 18,7Nb3Ge 23,2Nb0,16Al0,64Ge0,2 20,7Nb3Al0,75Ge0,25 18,5Nb-Ti 8 - 10
Pronikání magnetického pole Závislost magnetické indukce na hloubce
λ je hloubka průniku
Závislost λ na teplotě
λ(0) je běžně 50 – 100 nmSrovnatelné s velikostí buňky krystalu
Meissnerův efekt Součást 99% demonstrací Dokonalé diamagnetikum Levitace
Magnetickou indukcíZamrzání magnet. siločar
Základní pojmy k BCS Fonony
Kvazičástice Fermiony Bosony
Celočíselný spinNesplňují Pauliho vylučovací principMezony,fotony,gluony
AntiferomagnetismusEnergeticky výhodnější je
opačná orientace sousedních spinů
Nápady vedoucí k BCS teorii Cosi brání přechodu nosičů náboje do
nesupravodivého stavu Tepelná energie umožňuje překonat
zakázané pásmo TC je závislá na hmotnosti
izotopuInterakce s krystal. mřížkou
Nosiči náboje nejsou fermiony Elektrony se nemohly ztratit
BCS teorie John Bardeen, Leon Cooper, John Robert
Schrieffer (1957) Elektron-fononová interakce
U normálních vodičů způsobuje odpor U supravodičů páruje elektrony do
Cooperových párů Podmínky párování elektronů
Dostatečně malý rozdíl energií Opačně orientovaný spin a hybnost
Supratekutost, magnetary
Cooperovy páry
Fotonová interakce Fononová interakce
Spojení elektronů fononovou interakcí
Bosony, celočíselný spin
Při TC překonají elektrony Fermiho mez
Koherentní chování Supravodivost,
důsledek koherence
Vysokoteplotní supravodiče HTS Objev roku 1986 Keramiky s šupinkovitou
strukturou Nosiče náboje jsou opět
Cooperovy páry Vážou se na jiném principu Výhody
Chladí se dusíkem Nevýhody
Nelze z nich vyrábět cívkyOmezené možnosti využití
Vysokoteplotní supravodičeLa2-xBaxCuO4 (x=0,15) 35YBa2Cu3O7 93YBa2Cu3F2Oy 155
Vlastnosti HTS
Výrazné roviny Cu-O Jsou antiferomagnetické Atomy Cu jsou elementárními
magnety Antiparalelně umístěné
YBaCuO
Teorie HTS
Není dokončena Excitace spinových antifero-
magnetických struktur jsou kvazičásticemi
Jsou lokalizovány v Cu-O rovinách
Spinové excitace mohou párovat elektrony
YBaCuO
Speciální typy supravodičůFullereny, organické supravodiče
Většinou obsahují alkalické kovy Maximální dosažené teploty až 70K Pro nanotrubičky jen 12K
Speciální typy supravodičůBorokarbidy – ferromagnetické supravodiče Nejméně prozkoumané, objevené v roce 1993 Cooperovy páry obchází magnetické ionty
„Rezonanční“ supravodič Byl nalezen zatím jen jeden: Sn3Ba8Ca4Cu11Ox
Ultravodiče
Organické polymery Mnohem lepší vodivost než zlato Vykazují extrémní diamagnetismus Většinou existují pouze ve formě
tenkých filmů=> cíl je vytvořit dráty
V praktických aplikacích možná nahradí měď a vysokoteplotní supravodiče
Experiment
BiPbSrCaCuOTC = 108K
YBaCuOTC = 93K
BSCCO
Závěr
100 let od objevu Nejznámější je YBaCuO BCS teorie – základní princip Vysokoteplotní supravodivost
Poděkování ing. Svobodovi za ochotu při shánění dusíku, a škole za sponzorování nákupu supravodičů
Zdroje http://www.aldebaran.cz/bulletin/2004_36_hts.html http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/solids/supcon.html http://openlearn.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=193000 http://openlearn.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=192974 http://openlearn.open.ac.uk/mod/resource/view.php?id=192982 http://superconductors.org/ http://www.converter.cz/tabulky/supravodice.htm http://www.supravodice.zcu.cz/index3.html http://en.wikipedia.org/supercoductors A mnoho dalších …