Interested Article - Оксид иттрия-бария-меди

Окси́д и́ттрия-ба́рия-ме́ди , также известный как YBCO (разговорное произношение: и-бэ-ко ) — широко применяемый высокотемпературный сверхпроводник , известный тем, что он является первым полученным сверхпроводником с критической температурой больше 77 К — температуры кипения азота .

Химическая формула — ${\ce {YBa2Cu3O_{7-x}}}$ . Критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние $T_{c}$ = 93 К.

Относится к сверхпроводникам второго рода .

История

Рассматриваемый сверхпроводник был получен в 1987 году в (UAH) У Маокунем и в Хьюстонском университете .

Получение этого материала означало возможность широкого промышленного использования сверхпроводников, так как стало возможным использование для охлаждения для получения сверхпроводимости сравнительно дешёвого и доступного жидкого азота .

Природа сверхпроводимости

Исследования физиков из Университета Британской Колумбии (UBC) показали, что высокотемпературная сверхпроводимость, наблюдаемая в некоторых оксидах меди связана с так называемыми «некогерентными возбуждениями». Это первые исследования, в которых удалось непосредственно определить, в каких режимах электроны ведут себя как отдельные частицы, а в каких — как неразрывная многочастичная сущность. Этот успех стал возможен благодаря новым спектроскопическим технологиям и специально выращенным в университете сверхчистым кристаллам купратов. В нормальных условиях купраты являются изоляторами и не проводят электрический ток, однако если из них удалить часть электронов (или, как говорят, легировать дырками), то при охлаждении они переходят в сверхпроводящее состояние. Оптимальным называется легирование, для которого сверхпроводящая фаза достигается при максимальной температуре. Выделяют также недолегированные и перелегированные образцы.

Одним из центральных вопросов в понимании механизмов высокотемпературной сверхпроводимости является вопрос о том, как ведут себя электроны в сверхпроводящей фазе. Существует две теории: в первой электроны представляют собой отдельные хорошо различимые квазичастицы ферми-жидкости, во второй — электроны настолько сильно связаны друг с другом, что отдельные частицы не различимы, это так называемый сильно коррелированный диэлектрик Мотта. Удалось показать, что в перелегированном состоянии электроны ведут себя как ферми-жидкость, состоящая из отдельных квазичастиц, но при переходе к недолегированному состоянию быстро становятся неразличимыми .

Структура

Свойства

Свойства материала зависят от метода получения образца .

Критическая температура (температура ниже которой возникает состояние сверхпроводимости) $T_{c}$ 93 К. Критическая индукция (поле при котором разрушается сверхпроводящее состояние) $B_{c}$ 5,7 Тл . Критическая плотность тока (ток свыше которого разрушается сверхпроводящее состояние) $J_{c}$ 7⋅10 ⁶ А/см².

Некоторые химические и физические свойства

Получение

Первый образец YBCO был получен при температуре 1000—1300 К в результате следующей химической реакции:

{\ce {{4BaCO3}+{Y2(CO3)3}+{6CuCO3}+({\tfrac {1}{2}}-{\mathit {x}})O2->{2YBa2Cu3O_{7-{\mathit {x}}}}+{13CO2}\uparrow }}

.

Перспективы использования

Создание сверхпроводящих магнитов .
Создание генераторов и линий электропередач.
Аккумулирование электроэнергии.
Создание СКВИДов (сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор) .
Разработка сверхмощных турбогенераторов на основе сверхпроводимости .
Разработка .
Изготовление сверхпроводящих проводов .

См. также

Примечания

Knizhnik, A. Interrelation of preparation conditions, morphology, chemical reactivity and homogeneity of ceramic YBCO (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2003. — Vol. 400 . — P. 25 . — doi : . — Bibcode : .
Grekhov, I. Growth mode study of ultrathin HTSC YBCO films on YBaCuNbO buffer (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1999. — Vol. 324 . — P. 39 . — doi : . — Bibcode : .
Wu M. K., Ashburn J. R., Torng C. J., Hor P. H., Meng R. L., Gao L., Huang Z. J., Wang Y. Q., Chu C. W. Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure // Phys. Rev. Lett. 1987. V. 58. P. 908—910.
от 9 июля 2021 на Wayback Machine (англ.) .
D. Fournier, G. Levy, Y. Pennec, J. L. McChesney, A. Bostwick, E. Rotenberg, R. Liang, W. N. Hardy, D. A. Bonn, I. S. Elfimov & A. Damascelli Loss of nodal quasiparticle integrity in underdoped YBa2Cu3O6+x // Nature Physics. — 2010.
↑ Гак Д. от 6 января 2012 на Wayback Machine . Мир провода.
.

Ссылки

от 6 января 2012 на Wayback Machine .
от 5 марта 2012 на Wayback Machine .

Литература

Физические свойства высокотемпературных сверхпроводников / Гинзберг Д. М.. — М. : Мир, 1990. — 543 с. — ISBN 5-03-001981-2 .
Токонесущие ленты второго поколения на основе высокотемпературных сверхпроводников / Амит Гоял. — М. : Мир, 2009. — 431 с. — ISBN 978-5-382-01008-3 .
Плакида Н. М. Высокотемпературные сверхпроводники.. — Дубна: ОИЯИ, 1990. — 154 с. — ISBN 5-7781-0030-2 .
Антонов Ю. Ф. , Данилевич Я.Б. Криотурбогенератор КТГ-20: опыт создания и проблемы сверхпроводникового электромашиностроения.. — М. : Физматлит, 2013. — 600 с. — ISBN ISBN 978-5-9221-1521-6 .

Глебов И. А. Турбогенераторы с использованием сверхпроводимости.. — Л. : Наука : Ленингр. отд-ние, 1981. — 231 с.

[1] Knizhnik, A. Interrelation of preparation conditions, morphology, chemical reactivity and homogeneity of ceramic YBCO (англ.) // (англ.) ( : journal. — 2003. — Vol. 400 . — P. 25 . — doi : . — Bibcode : .

[2] Grekhov, I. Growth mode study of ultrathin HTSC YBCO films on YBaCuNbO buffer (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1999. — Vol. 324 . — P. 39 . — doi : . — Bibcode : .

[3] Wu M. K., Ashburn J. R., Torng C. J., Hor P. H., Meng R. L., Gao L., Huang Z. J., Wang Y. Q., Chu C. W. Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure // Phys. Rev. Lett. 1987. V. 58. P. 908—910.

[4] от 9 июля 2021 на Wayback Machine (англ.) .

[5] D. Fournier, G. Levy, Y. Pennec, J. L. McChesney, A. Bostwick, E. Rotenberg, R. Liang, W. N. Hardy, D. A. Bonn, I. S. Elfimov & A. Damascelli Loss of nodal quasiparticle integrity in underdoped YBa2Cu3O6+x // Nature Physics. — 2010.

[multiple-6] Гак Д. от 6 января 2012 на Wayback Machine . Мир провода.

[_edd72d9b0c095812-7] .