mały|Pokaz efektu Meissnera przy użyciu wysokotemperaturowego ceramicznego nadprzewodnika i magnesu neodymowego Termin nadprzewodniki wysokotemperaturowe został użyty do określenia nowej rodziny materiałów ceramicznych o strukturze perowskitu odkrytych przez Johannesa G. Bednorza i K. A. Müllera w 1986 roku, za odkrycie których otrzymali oni Nagrodę Nobla. Odkryli oni nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe w związkach (zwanych krócej w literaturze związkami Ba-La-Cu-O lub po postu LBCO), które występowało w temperaturze 35 K, nieco powyżej granicy, którą teoria BCS określała jako temperaturową granicę nadprzewodnictwa.
Wkrótce, wykorzystując efekty związane z ciśnieniem, początkową wartość temperatury krytycznej w LBCO (35 K) podniesiono do 50 K, a w roku 1987 nadprzewodnictwo zaobserwowano w związku w temperaturze 90 K, a więc powyżej temperatury ciekłego azotu. Modyfikując strukturę krystaliczną oraz wykorzystując efekty związane z ciśnieniem otrzymano później nadprzewodniki o temperaturach krytycznych około 160 K.
Większość nadprzewodników wysokotemperaturowych zawiera płaszczyzny miedziowo-tlenowe, w których każdy atom miedzi otoczony jest czterema atomami tlenu, tworząc strukturę o symetrii grupy punktowej Płaszczyzny te oddzielone są od siebie tlenkowymi warstwami nieprzewodzącymi. W fazie normalnej przewodnictwo elektryczne w kierunkach równoległych do płaszczyzn miedziowo-tlenowych jest znacznie większe niż w kierunku do nich prostopadłym. Wartość temperatury krytycznej zmienia się znacznie w zależności od składu związku, ale jest generalnie tym wyższa, im więcej płaszczyzn miedziowo-tlenowych zawartych jest w komórce elementarnej, co czyni je zasadniczym elementem struktury nadprzewodników wysokotemperaturowych.
Tabela przedstawia kilka nadprzewodników wysokotemperaturowych. Nadprzewodniki zawierające płaszczyzny Cu-O zostały wyróżnione pogrubieniem. Związek Temperatura krytyczna K La2-xMxCuO4-y, gdzie: M = Ba, Sr, Ca, K; x ≈ 0,15; y – małe 38 Nd2-xCexCuO4-y 30 Ba1-xKxBiO3 30 Pb2Sr2Y1-xCaxCu3O8 80 R1Ba2Cu3O7 ("123"), gdzie: R = Y, La, Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Tm, Lu 92 R2Ba4Cu7O15 ("247"), gdzie: R = Y, La, Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Tm, Lu 95 R1Ba2Cu3O7 ("124"), gdzie: R = Y, La, Nd, Sm, Eu, Ho, Er, Tm, Lu 82 Bi2Sr2CaCu2O8 ("Bi-2212") 85 Bi2Sr2Ca2Cu3O10 ("Bi-2223") 110 Tl2Ba2CuO6 85 Tl2Ba2CaCu2O8 105 Tl2Ba2Ca2Cu3O10 125
Zobacz też wzór McMillana
Bibliografia
Kategoria:Nadprzewodnictwo