التوصيل الفائق فى درجات الحرارة المرتفعة

مسائل لم تحسم بعد في فيزياء: ما هي الآليات المسئولة التى تجعل لبعض المواد القدرة على التوصيل الفائق عند درجات حرارة أعلى من 50 كلفن?

تقسم المواد من حيث قدرتها على توصيل الكهرباء إلى عوازل Insulators مثل الخشب، وأنصاف الموصلات Semiconductors مثل السيليكون ، وموصلات Conductors مثل النحاس ، ولكن هناك نوعاً اخراً وهومايعهد باسم الموصلات فائقة التوصيل Superconductors

والموصلات فائقة التوصيل سميت هكذا نظرا لأنها عند درجة حرارة معينة (منخفضة نسبيا) تصبح مقاومتها للكهرباء مساوية للصفر، وتصبح قدرتها على التوصيل فائقة جداً، حيث أنه إذا ما عثر تيار كهربى في حلقة متصلة من هذه المادة فإنه يفترض أن يسرى داخل الحلقة بدون وجود مصدرللجهد الكهربى. قبل عام 1911 كان الاعتقاد السائد حتى جميع المواد تصبح فائقة التوصيل للكهرباء فقط عند درجة حرارة الصفر المطلق أى -273oم. ولكن في تلك السنة لوحظ حتى الزئبق النقى تصبح مقاومته مساوية للصفر عند درجة حرارة أربعة مطلق أى -269oم ويمكن الحصول على هذه الدرجات المنخفضة بتسييل غاز الهيليوم . لقد كان هذا الاكتشاف مثيرا لاهتمام الكثير من الفهماء لإيجاد تفسير فهمى لهذه الظاهرة وخاصة بعد حتى عثر حتى هناك مواد أخرى لها نفس الخاصية عندما تبرد وهذا ما كان مخالفا للاعتقاد السائد انذاك. ولكن تسييل غاز الهيليوم مكلف جدا من ناحية مادية، ولذلك كان البحث في هذا المجال محدوداً جداً إلى حتى تم التوصل في عام 1986 إلى مركب فائق التوصيل للكهرباء، رمزه الكيميائى هوYBa2Cu3O7 عند درجة حرارة -180oم، ويمكن الحصول على هذه الدرجة بتسييل غار النيتروجين وهذا غير مكلف ومن هنا بدأت البحوث والتجارب الفهمية تنشط لمحاولة فهم هذه الظاهرة وكيفية استغلالها في تطبيقات صناعية وتكنولوجية، وكذلك في البحث عن مواد تكون مقاومتها صفر عند درجات حرارة الغرفة أى 25م.

تاريخ الموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية

الموصلية الفائقة ، والمواد التي ليس لها مقاومة لتدفق الكهرباء ، هي واحدة من آخر حدود الاكتشافات الفهمية. ليس فقط في حدود قدرة التوصيل التى لم يتم بعد التوصل إليها بعد ، ولكن نظريات تفسر سلوك تلك الفائقية في التوصيل. في عام 1911 لوحظ لأول مرة في الزئبق من قبل كامرلنك هايكه أونز الهولندي في الفيزياء من جامعة لايدن أونز .عندما يبرد إلى درجة حرارة الهيليوم السائل ، ف أربعة درجات كلفن (- 452F ، - 269C) ، فإن مقاومته قد اختفت فجأة. فإن مقياس كلفن يمثل "المطلقة"فى مقياس درجة الحرارة. وبالتالي ، كان من الضروري للتدخل من قبل أونز إلى أربعة درجات برودة درجة الحرارة التي يمكن تحقيقها من الناحية النظرية لمشاهدة ظاهرة التوصيل. في وقت لاحق ، في عام 1913 ، حصل أونز على جائزة نوبل في الفيزياء لأبحاثه في هذا المجال.

العلامة الهامة التالية سقطت في عام 1933وكانت مفهما كبيرا في فهم كيف من الممكن أن تتصرف في أقصى درجات الحرارة الباردة . باحثان ألمانيان والتر ميسنر وروبرت Ochsenfeld اكتشفت حتى المواد فائقة التوصيل يفترض أن تصد المجال المغناطيسي . وهناك تحرك من جانب جذب موصل يدفع التيارات في موصل. هذا هوالمبدأ الذي يعمل به المولد الكهربائي. ولكن ، في الفائقية فإن التيارات المستحثة بالضبط يفترض أن تكون مرآةذلك الحقل الذى من شأنه حتى اخترقت فائقية التوصيل المادية -- مما أدى إلى المغناطيسة قد صدت . هذه الظاهرة المعروفة باسم ضعف النفاذية المغناطيسية القوية اليوم وغالبا ما يشار إليها باسم "تأثير ميسنر" (وهوإسم على مسكى). فإن لميسنر أثر قوي لدرجة أنه يمكن بالعمل جعل المغناطيس يرتفع فوق مادة فائقةالتوصيل.

في العقود التالية فائقية التوصيل للمعادن الأخرى ، والسبائك ومجمعات اكتشفت. في عام 1941 النيوبيوم - النتريد عثر موصلة فائقة في 16 كلفن في عام 1953 عثر الفاناديوم السليكون فائقة التوصيل في درجة 17.5 كلفن والفهماء في عام 1962 في البلدان المتقدمة ويستنغهاوس أكتشف أول سلك فائق التوصيل ، وهي سبيكة من التيتانيوم والنيوبيوم (NbTi). عالية الطاقة ، وبصفة المعجل الكهربائية المصنوعة من النحاس المغلف النيوبيوم تيتانيوم ثم وضعها في 1960 في مختبر في المملكة المتحدة روثرفورد - أبليتون ، واستخدمت لأول مرة في معجل فائق التوصيل في Fermilab Tevatron في الولايات المتحدة في عام 1987.

في حين يصح القول إذا نظرية وضع أسسها ثلاثة من كبار الفهماء وهم باردين وكوبر وشريفر J. Bardeen, L. N. Cooper, وJ. R. Schrieffer وعهدت باسمهم : نظرية باردين-كوبر-شريفر أواختصاراً بـ BCS Theory ، أقول في حين يصح القول بأن تلك النظرية التي وضعت في عام 1957 استطاعت حتى تفسر معظم جوانب الموصلات الفائقة التقليدية؛ فإنها بالتأكيد لم تستطع التغلب على الصعوبات التي قابلتها فيما يتعلق بالموصلات من الجيل الجديد، الموصلات الفائقة عالية الحرارة. لقد عجزت عن تفسير الظاهرة من أساسها، بل إنها كانت تتسقط استحالة الحصول على موصلات فائقة عند درجات عالية مثل 135 كالفن في حالة مركبات الزئبق، غير حتى تلك الموصلات الجديدة حازت مزيداً من الاهتمام من جانب النظريين من الفهماء دون التوصل إلى نظرية سقمية إلى يومنا هذا. ولذلك فإنها مازالت تحمل المزيد من التحدي الفهمي وتعطي مثالاً للتخلف الشديد للنظرية عن التطبيق في هذا المجال: ففي حين نجحنا في جعل تلك الموصلات حقيقة قائمة، فإننا لم نستطع بعد فك طلاسمها. وحدثا عكف الفهماء على وضع نموذج حديث أصيبوا بضربة قوية من جانب التجريبيين الذين سرعان ما يعلنون عن مواد جديدة أوخواص جديدة.

تقدم نظرية هامة أخرى في عام 1962 عندما اتى بريان جوزيفسون دال ، وطلاب الدراسات العليا في جامعة كامبردج ، وتسقط حتى من شأنه حتى تدفق التيار الكهربائي بين 2 من المواد فائقة التوصيل -- حتى عندما يفصل بينهما مادة غير موصلة جيدة للكهرباء أوعازل. وصدقت تسقطاته عملا في وقت لاحق وحصل على حصة من عام 1973 على جائزة نوبل في الفيزياء. وهذه الظاهرة النفقية (من نفق) هذه الظاهرة هي اليوم تعهد باسم "تأثير جوزيفسون" وطبق على الأجهزة الإلكترونية مثل الحبار ، وسيلة للكشف عن حتى أضعف المجالات المغناطيسية. (اقل من الحبار الكم التصميم الجرافيكي المجاملة.)

عام 1980 نطق وكانت عشر سنوات من اكتشاف فريد في مجال التوصيل. في عام 1964 مشروع قانون ليتل من جامعة ستانفورد واقترحت إمكانية إستخدام المركبات العضوية (القائمة على الكربون) فائقة التوصيل. وأول هذه النظرية فائقة التوصيل بنجاح في عام 1980 عن طريق تخليق تلك المادة بواسطة الباحثة الدانماركية كلاوس بيشجارد باحثة من جامعة كوبنهاغن ثلاثة باحثين أعضاء الفريق.وكانت تلك المادة (TMTSF)2PF6 كان لا بد حتى تبرد بشكل مفاجىء إلى 1.2 درجة كلفن حرارة التحول المعروف ح) ثم تعرض لضغط عال حثى تصبح موصلة فائقة. ولكن ، حتى مجرد إحتمال وجودها تبت أنه يلزم وجود ما يعهد بتصميم الجزيئات (Designer Molecule) في أداء يمكن التنبؤ به.

ثم في عام 1986 ، تم اكتشاف طفرة حقيقية في مجال التوصيل. أليكس مولر وجورج Bednorz ، والباحثين في مختبر أبحاث آي بي إم في Rüschlikon ، وسويسرا ، وخلق هش السيراميك مجمع superconducted على أعلى درجة الحرارة كانت تعهد آنذاك : 30 ك ما تقدم حتى هذا الاكتشاف المذهل حتى السيراميك عادة العازلة. فهي لا توصل الكهرباء بشكل جيد على الاطلاق. إلى غير ذلك ، لم ينظر الباحثون ممكن منها ازدياد درجة الحرارة الفائقة والمرشحين. فإن اللنثانوم عنصر فلزي ، والباريوم ، والنحاس والأكسجين مجمع Müller Bednorz وتوليفها ، وتصرف في غير النحوالتي لم تفهم. (المادة المطبوعة في الأصل Zeitschrift für Physik مكثف من المواد ، ونيسان / أبريل 1986) وهذا أول اكتشاف للفائق التوصيل أكاسيد النحاس (cuprates فاز 2 الرجال بجائزة نوبل في العام التالي. وكان في وقت لاحق تبين حتى كميات ضئيلة من هذه المواد عملا فائق التوصيل في 58 كاف ، نظرا لكمية صغيرة من الرصاص بعد حتى أضيف بأنه المعايرة القياسية -- إصدار اكتشاف أكثر بالذكر.

اكتشاف مولر وبيدنورز اثار موجة من النشاط في مجال التوصيل الفائق . والباحثين في جميع أنحاء العالم بدأو "الطبخ" أوتصنيع السيراميك بكل التراكيب المتخيلة الجمع بين السعي لتحقيق أعلى درجة حرارة, في كانون الثاني / يناير 1987 فإن فريقا بحثيا في جامعة الاباما - هانتسفيل إستبدلوا الإيتريوم محل لاللنثانوم عنصر فلزي في جزيء مولر وبيندورز لا يصدق ، وحققت 92 ك ولأول مرة . فإن مادة يشار اليها اليوم بإسم [YBCO] ووجد أنها يفترض أن تصبح فائقة التوصيل عند درجة حرارة أسخن من النيتروجين السائل - وثمة مادة متاحة مبردة. ومنذ ذلك الحين فإن معالم بارزة قد تحققت باستخدام مواد غريبة -- وكثيرا ما تكون سامة- في قاعدة perovskite السيراميكية. الدرجة الحالية (أو"النظام") من السيراميك فائقة التوصيل وفقا لأعلى درجة حرارة إنتنطقية هي الزئبق - النحاس. إذا تخليق أول واحدة من هذه المركبات تم في عام 1993وقد تحقق في جامعة كولورادووبفريق أ. شيلينغ ، M. كانتوني Cantoni, J. D. Guo, and H. R. Ott of Zurich, Switzerland. سجل Tc 138 كلفن ولدينا الآن ثاليوم منغمس في زئبق-نحاس يتكون من الهجريب ثاليوم باريوم كالسيوم نحاس وأكسيجين, . التعاون التقني في هذا الفائقة والسيراميك وأكد الدكتور رون من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا بولاية كولورادو في فبراير 1994. تحت ضغط شديد من برنامجها للتعاون التقني يمكن حتى يصل وأقنع أعلى -- ما يقرب من 25 إلى 30 درجة أكبر في اجواء 300،000.

أمثلة

أمثلة لدرجات الحرارة العالية-T_c الموصلات الفائقة النحاسية تضمLa_1.85Ba_0.15CuO₄, and YBCO (الياتريم-الباريوم-النحاس-أكسيد), وهى معروفة كأول مادة تظهر الصفات الموصلية الفائقة في درجة أعلى من درجة غليان النيتروجين السائل.

درجة الحرارة الإنتنطقية للموصلات الفائقة المعروفة (درجات غليان النيتروجين السائل للمقارنة)
درجات الحرارة الإنتنطقية (محسوبة بالكلفن)	المادة	التصنيف
138	Hg ${\displaystyle _{12$ Tl ${\displaystyle _{3$ Ba ${\displaystyle _{30$ Ca ${\displaystyle _{30$ Cu ${\displaystyle _{45$ O ${\displaystyle _{127$	أكسيد النحاس كموصل فائق
110	(BSCCO)
92	(YBCO)
77	درجة غليان النيتروجين السائل
43	SmFeAs(O,F)	موصلات فائقة مبنية على أكسيد الحديد
41	CeFeAs(O,F)
26	LaFeAs(O,F)
18	Sn	الموصلات الفائقة المعدنية في درجات حرارة منخفضة
10	NbTi
4.2	Hg (الزئبق)

خصائص هذه المواد

عند درجة حرارة معينة تعهد بدرجة حرارة التحول تصبح مقاومتة هذه المواد للتيار الكهربى مساوية للصفر.

اكتشف كذلك حتى هذه المواد عند درجة حرارة التحول حساسة جداً للمجال المغناطيسى، حيث تنفر المجال المغناطسيى الخارجى أى أنها تعكس المجال المغناطيسى مهما ضعفت شدته.

هاتان الخاصيتان فتحت الأبواب أمام الفهماء لاستغلالها في ابتكارات واختراعات ذات كفاءة عالية تدخل في معظم مجالات العلوم والتكنولوجيا، حيث حتى هذه المواد (Superconductors) يفترض أن تحل محل أنصاف الموصلات (Semiconductors) التى تدخل الأن في صناعة الترانسيستور والدوائر الالكترونية المتكاملة. اكتشاف مواد فائقة التوصيل للكهرباء عند درجات حرارة مرتفعة نسبيا يفترض أن يجعلها تدخل في هجريب جميع جهاز ممكن تصوره. أول هذه التطبيقات هوالحصول على وسيلة غير مكلفة لنقل التيار الكهربى، لأن التكاليف المادية لنقل التيار عبر أسلاك النحاس مرتفعة نظرا للفقد الكبير في الطاقة على شكل حرارة متبددة نتيجة مقاومةالسلك النحاسى كذلك إذا ما قارنا قيمة التيار الذى يمكن نقله عبر السلك النحاسى حيث تبلغ شدته 100 أمبير لكل سنتيمتر مربع بينما في السلك المصنوع من مركب الـ YBa2Cu3O7 تبلغ 100000 أمبير لكل سنتيمتر مربع.

كذلك فإن هذه المواد لها تطبيقات عديدة في مجال الالكترونيات لما تمتاز به من قدرة عالية في فتح وإغلاق الدائرة الكهربية لتمرير التيار ومنعه، وهذا يشكل العنصر أساسى في بنية الكمبيوتر والبحث جارى الأن لإدخال هذه المواد في صناعة السوبركمبيوتر، وإذا ما توصل إلى ذلك فإن هذا يفترض أن يؤدى إلى تطور كبير في مجال الكمبيوتر.

الموصلات المبنية على أكاسيد النحاس

Simplified doping dependent phase diagram of cuprate superconductors for both electron (n) and hole (p) doping. The phases shown are the antiferromagnetic (AF) phase close to zero doping, the superconducting phase around optimal doping, and the pseudogap phase. Doping ranges possible for some common compounds are also shown. After.

Cuprate superconductors are generally considered to be quasi-two-dimensional materials with their superconducting properties determined by electrons moving within weakly coupled copper-oxide (CuO₂) layers. Neighbouring layers containing ions such as La, Ba, Sr, or other atoms act to stabilize the structure and dope electrons or holes onto the copper-oxide layers. The undoped 'parent' or 'mother' compounds are Mott insulators with long-range antiferromagnetic order at low enough temperature. Single band models are generally considered to be sufficient to describe the electronic properties.

A small sample of the high-temperature superconductor BSCCO-2223.

في مجال الطب

فقد تم صناعة أجهزة ذات حساسية عالية جدا للمجالات المغناطيسية المنخفضة الشدة، وتستخدم الأن كبديل للمواد المشعة المستخدمة في تشخيص الأمراض التى قد تصيب الدماغ، حيث يتم الكشف عن التغير في المجال المغناطيسى المنبعث من الدماغ والتى تبلغ شدته 10-13 تسلا، وهذا مقدار صغير جداً لكن تلك الأجهزة قادرة على قياسه، كذلك يمكن بدقة تحديد مصدر الأشارات العصبية الصادرة من الدماغ وأيضا يمكن حتى تستخدم في البحث عن المعادن الدفينة في باطن الأرض وعن مصادر المياه والنفط لأنها تحدث تغيراً طفيفاً في المجال المغناطيسى للأرض وهذا التغير يمكن التقاطه بواسطة هذه الأجهزة.

وهنالك أيضا تطبيقات على مجال أوسع، ففى اليابان تم تصميم قطار يعمل على قضبان مصنوعة من هذه المواد فائقة التوصيل ، وعندما تبرد هذه القضبان إلى درجة الحرارة المطلوبة فإن القطار بكامله يرتفع عن سطح القضبان نتيجة التنافر المغناضيسى ويصبح وكأنه يسير على الهواء وهذا يمنع الأحتكاك مما يقلل من استهلاك الوقود..

فى عام 1911م عندما كان العالم Onnes يقيس مقاومة الزئبق المتجمد عند درجة حرارة بالقرب من الصفر المطلق. قد عثر حتى المقاومة تنخفض بشكل كبير عند درجة 4,15 كلفن وتصبح المادة عند درجات الحرارة الأقل من هذه الدرجة الحرجة Tc موصيلية فائقة. ثم بعد ذلك وجدت مواد أخرى تتمتع بتلك الخاصية مثل : الألومنيوم AL والدرجة الحرجة = 1.2K أنديوم والدرجة الحرجة = 3,4 الرصاص والدرجة الحرجة = 7,19 الزئبق والدرجة الحرجة =4.15 نيوبيوم والدرجة الحرجة = 9.26 أوزميوم والدرجة الحرجة =0.66 قصدير والدرجة الحرجة =3.72 تنجستون والدرجة الحرجة =0.012 فنديوم والدرجة الحرجة =5.3 زنك والدرجة الحرجة = 0.87

وبالإضافة إلى ذلك فقد عثر حتى بعض السبائك والمركبات السيراميكية تظهر موصلية فائقة عند درجات حرارة أعلى بكثير من تلك التى تظهر عندها في الفلزات النقية.

خواص الموصلات الفائقة

ظاهرة الحمل

بما حتى الموصل الفائق هوموصل تام التوصيل . أى ليس له مقاومة كهربية على الإطلاق فإذا أدخل تيارا كهربيا في دائرة من سلك فائق التوصيل يستمر هذا التيار في السريان إلى ما شاء الله. طالما استمر تبريد السلك ليظل محتفظا بموصيليته الفائقة , ففى إحدى التجارب استمر سريان التيار بدون إنقطاع في حلقة من سلك فائق التوصيل لمدة عامين ونصف دون أى نقص في شدته ودون تغذية الحلقة بأى مصدر كهربائى. ويسمى التيار الذى لا يجد أى مقاومة لسريانه في موصل فائق يسمى بالتيار المداوم Persistent Current تحدث التيارات المداومة في دوائر الموصلات الفائقة مجالات مغناطيسية متغيرة ينشأ عنها ظاهرة الحمل المثيرة . فإذا أسقط مغناطيس صغير فوق موصل فائق أحدث مجال المغناطيس على سطح الموصل الفائق تيارات مداومة . وتحدث هذه التيارات قوى تنافر مع المغناطيس تقوى وتشتد كثيرا باقتراب المغناطيس من الموصل الفائق ويكون نتيجتها حمل المغناطيس في الهواء فيظهر وكأنه عائم في الهواء غير مرتكز على شيىء.

وقد إستخدم اليابانيون ظاهرة الحمل هذه في تصميم قطار طائر سريع تقترب سرعت من سرعة رصاصة البندقية (500 كم/ساعة) ...

المجال المغناطيسى الحرج والنوع الأول من الموصلات الفائقة

تتكون مجالات مغناطيسية قوية عند مرور التيارات المداومة في ملفات الموصلات الفائقة .التى تعمل عمل مغناطيسات دائمة لا بحاجة لأى مصدر طاقة لحفظ المغناطيسية. إذ بحاجة فقط لشحن الملف بكمية ابتدائية من الطاقة لكى يسرى هذا التيار المداوم في الملف . وطالما لا توجد للملف أية مقاومة كهربية لذلك فمن الممكن نظريا زيادة شدة التيار المداوم بغير حدود. ويصاحب ذلك بالتبعية زيادة في شدة المجال المغناطيسى أيضا بغير حدود.

ولكن الواقع غير ذلك فقد عثر أنه إذا زاد المجال المغناطيسى عن قيمة معينة - يسمى بالمجال الحرج Hc - تختفى تماما ظاهرة الموصيلية الفائقة للمادة وتتحول إلى مادة عادية التوصيل. ويطلق على هذا النوع من الموصلات بالنوع الأول.

ولذلك توضع زيادة شدة التيار المداوم قيدا على إمكانية الحصول على مجالات مغناطيسية لا نهائية الشدة.

الموصيلية الفائقة عند درجات الحرارة المرتفعة

منذ اكتشاف الموصيلية الفائقة والفهماء يحاولون الحصول على موصلات فائقة تكون درجاتها الحرجة مرتفعة. وكانت أعلى درجة حرجة أمكن الوصول إليها لموصل فائق حتى عام 1986م هى 23,2 كلفن وكانت لمادة (Nb3Ge) النيوبيوم -جرمانيوم. وفى هذا العام تقدم بدنورز ومولر باكتشاف مركب اللانثام والباريوم وأكسيد النحاس La2 Ba1 Cu O4 . يحمل الدرجة الحرجة إلى 30 كلفن وقد حصل هذان العالمان على جائزة نوبل عام 1987م لهذا الإكتشاف الذى يعد بحق فتحا لتكنولوجيا الموصلات الفائقة.

فى عام 1987م أعرب مجموعة من الفهماء بجامعة هيوستون توصلهم لموصل فائق من طور مختلط يحتوى على مواد الإيتريوم والباريوم والنحاس والأكسجين الذى له موصيلية فائقة تصل لدرجة 92 كلفن ولما كانت الدرجة الحرجة لهذه المادة أعلى من درجة غليان النيتروجين السائل (77 كلفن) لذلك فإن وجود مبرد رخيص وفى متناول الكثيرين كالنيتروجين السائل فتح أبواب البحث في موضوع الموصيلية الفائقة على مصراعيه خاصة بعدأن اصبحت كيفية تحضير هذا الموصل الفائق معروفة للجميع.

ويعود السبب في إهتمام الفهماء في هذه الأيام بالبحث الفهمى لإكتشاف المزيد من الموصلات الفائقة عند درجات الحرارة المرتفعة للعوامل التالية :

1- سهولة الحصول على أكاسيد الفلزات وتحضيرها.

2- لهذه المواد درجات حرارة حرجة تزيد في بعض الحالات عن 100 كلفن كما حتى لها مجالا مغناطيسيا حرجا مرتفعا.

3- لا يزال موطن الموصيلية الفائقة في المركب- كذلك ميكانيكية التوصيل وخواصه المتنوعة بحاجة للمزيد من الدراسة والمعتقد حاليا حتى موطن الموصيلية الفائقة يكمن في طبقات (النحاس - أكسجين) في المركب وزيادة كثافة هذه الطبقات تحمل من الدرجة الحرجة للمركب.

4- التسقطات التكنولوجية الهامة والتطبيقات المحتملة عند الحصول على موصل فائق يعمل على درجة حرارة الغرفة أى تكون درجة حرارته الحرجة أعلى من ذلك . وعندئذ يفترض أن يتغير تماما شكل جميع التكنولوجيا الكهربائية المستخدمة حاليا في الحياة ويجدر بالذكر أنه في أوائل التسعينيات أمكن للفهماء حمل الدرجة الحرجة للموصل الفائق التوصيل إلى 125 كلفن.

Simplified doping dependent phase diagrams of iron-based superconductors for both Ln-1111 and Ba-122 materials. The phases shown are the antiferromagnetic/spin density wave (AF/SDW) phase close to zero doping and the superconducting phase around optimal doping. The Ln-1111 phase diagrams for La and Sm were determined using muon spin spectroscopy, the phase diagram for Ce was determined using neutron diffraction. The Ba-122 phase diagram is based on.

Other materials sometimes referred to as high-temperature superconductors

Magnesium diboride is occasionally referred to as a high-temperature superconductor because its T_c value of 39 K is above that historically expected for BCS superconductors. However, it is more generally regarded as the highest T_c conventional superconductor, the increased T_c resulting from two separate bands being present at the Fermi energy.

Fulleride superconductors where alkali-metal atoms are intercalated into C₆₀ molecules show superconductivity at temperatures of up to 38 K for Cs₃C₆₀.

Some Organic superconductors and Heavy fermion compounds are considered to be high-temperature superconductors because of their high T_c values relative to their Fermi energy, despite the T_c values being lower than for many conventional superconductors. This description may relate better to common aspects of the superconducting mechanism than the superconducting properties.

انظر أيضاً

Cooper pair
Flux pumping
SQUID
Mercurocuprate
Pseudogap

الهامش

^ http://www.wmi.badw-muenchen.de/FG538/projects/P4_crystal_growth/index.htm
^ H. Luetkens, H.-H. Klauss, M. Kraken, F. J. Litterst, T. Dellmann, R. Klingeler, C. Hess, R. Khasanov, A. Amato, C. Baines, J. Hamann-Borrero, N. Leps, A. Kondrat, G. Behr, J. Werner, B. Buechner (2009). FeAs superconductor". doi:10.1038/nmat2397.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ A. J. Drew, Ch. Niedermayer, P. J. Baker, F. L. Pratt, S. J. Blundell, T. Lancaster, R. H. Liu, G. Wu, X. H. Chen, I. Watanabe, V. K. Malik, A. Dubroka, M. Rössle, K. W. Kim, C. Baines and C. Bernhard (2009). as revealed by muon spin rotation". Nature Materials. doi:10.1038/nmat2396.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ S. Sanna, R. De Renzi, G. Lamura, C. Ferdeghini, A. Palenzona, M. Putti, M. Tropeano, and T. Shiroka (2009). "Competition between magnetism and superconductivity at the phase boundary of doped SmFeAsO pnictides".CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Jun Zhao, Q. Huang, Clarina de la Cruz, Shiliang Li, J. W. Lynn, Y. Chen, M. A. Green, G. F. Chen, G. Li, Z. Li, J. L. Luo, N. L. Wang & Pengcheng Dai (2008). and its relation to high-temperature superconductivity". Nature Materials. 7: 953–959. doi:10.1038/nmat2315.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ Jiun-Haw Chu, James G. Analytis, Chris Kucharczyk, Ian R. Fisher (2008). ".CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ A. F. Hebard, M. J. Rosseinsky, R. C. Haddon, D. W. Murphy, S. H. Glarum, T. T. M. Palstra, A. P. Ramirez, and A. R. Kortan (1991). ". Nature. 350: 600. doi:10.1038/350600a0.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ A. Y. Ganin, Y. Takabayashi, Y. Z. Khimyak, S. Margadonna, A. Tamai, M. J. Rosseinsky, and K. Prassides (2008). "Bulk superconductivity at 38 K in a molecular system". Nature Materials. 7: 367. doi:10.1038/nmat2179.CS1 maint: multiple names: authors list (link)