Меню Главная Случайная статья Настройки Оксид иттрия-бария-меди Материал из https://ru.wikipedia.org Оксид иттрия-бария-меди, 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 ${\displaystyle {\ce {YBa2Cu3O_{7-x}}}}$. Критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние ${\displaystyle T_{c}}$ = 93 К. Относится к сверхпроводникам второго рода. Содержание 1 История 2 Природа сверхпроводимости 3 Структура 4 Свойства 5 Некоторые химические и физические свойства 6 Получение 7 Перспективы использования 8 См. также 9 Примечания 10 Ссылки 11 Литература История Рассматриваемый сверхпроводник был получен в 1987 году в Алабамском университете в Хантсвилле (UAH) У Маокунем и Полом Чу[англ.] в Хьюстонском университете[3]. 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[4]. 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[5]. Структура Свойства Свойства материала зависят от метода получения образца[6]. Критическая температура (температура, ниже которой возникает состояние сверхпроводимости) ${\displaystyle T_{c}}$ 93 К. Критическая индукция (поле, при котором разрушается сверхпроводящее состояние) ${\displaystyle B_{c}}$ 5,7 Тл. Критическая плотность тока (ток, свыше которого разрушается сверхпроводящее состояние) ${\displaystyle J_{c}}$ 7106 А/см. Некоторые химические и физические свойства Молярная масса 666,19 Да. Плотность 6,3 г/см. Температура плавления более 1000 °C. Получение Первый образец YBCO был получен при температуре 1000—1300 К в результате следующей химической реакции: ${\displaystyle {\ce {{4BaCO3}+{Y2(CO3)3}+{6CuCO3}+({\tfrac {1}{2}}-{\mathit {x}})O2->{2YBa2Cu3O_{7-{\mathit {x}}}}+{13CO2}\uparrow }}}$. Перспективы использования Создание сверхпроводящих магнитов. Создание генераторов и линий электропередач. Аккумулирование электроэнергии. Создание СКВИДов (сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор)[6]. Разработка сверхмощных турбогенераторов на основе сверхпроводимости[7]. Разработка сверхпроводящих электрических машин[англ.]. Изготовление сверхпроводящих проводов. См. также BSCCO[англ.] LBCO[англ.] ReBCO[англ.] ReBCO[англ.] TBCCO[англ.] Станнид триниобия Ниобий-титан Сверхпроводники на основе железа Высокотемпературная сверхпроводимость Купратные сверхпроводники[англ.] Примечания Knizhnik, A. Interrelation of preparation conditions, morphology, chemical reactivity and homogeneity of ceramic YBCO (англ.) // Physica C: Superconductivity[англ.] : journal. — 2003. — Vol. 400. — P. 25. — doi:10.1016/S0921-4534(03)01311-X. — . Grekhov, I. Growth mode study of ultrathin HTSC YBCO films on YBaCuNbO buffer (англ.) // Physica C: Superconductivity[англ.] : journal. — 1999. — Vol. 324. — P. 39. — doi:10.1016/S0921-4534(99)00423-2. — . 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. Superconductors Enter Commercial Utility Service IEEE SPECTRUM Архивная копия 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. 1 2 Гак Д. Природа проводимости и основные характеристики проводниковых материалов Архивная копия от 6 января 2012 на Wayback Machine. Мир провода. Глебов, 1981. Ссылки Раскрыт ещё один секрет высокотемпературной сверхпроводимости 15 октября 2010 Природа проводимости и основные характеристики проводниковых материалов Архивная копия от 6 января 2012 на Wayback Machine. Гинзбург В. Л., Андрюшин Е. А. Сверхпроводимость Архивная копия 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.