Оксид иттрия-бария-меди

Оксид иттрия-бария-меди

Оксид иттрия-бария-меди (англ. Yttrium barium copper oxide), также известный как YBCO — это широко применяемый высокотемпературный сверхпроводник, известный тем, что он является первым полученным сверхпроводником с критической температурой больше 77 К. Его химическая формула — YBa2Cu3O7−x, а критическая температура Tк =93 К. Рассматриваемый сверхпроводник был получен в 1987 году в Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH) Maw-Kuen Wu и Полом Чу (Paul Chu) в Университете Хьюстона.[1]

Получение этого материала означало возможность промышленного использования сверхпроводников, так как стало возможным использование для охлаждения сравнительно дешёвого жидкого азота.[2]

Содержание

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.[3]

Структура

Ybco002.svg

Свойства

Свойства материала зависят от метода получения образца[4].

Критическая температура (температура при которой наблюдается эффект сверхпроводимости)

  • Тк =93 К

Критическая индукция (поле, при котором разрушается сверхпроводящее состояние)

  • Bкр =5.7 Тл

Критическая плотность тока (ток, при котором разрушается сверхпроводящее состояние)

  • J=7*10^6 А/см²

Некоторые химические и физические свойства

  • молярная масса m=666.19
  • плотность p=6.3 г/см³
  • температура плавления Tпл > 1000 °C

Получение

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

4 BaCO3 + Y2(CO3)3 + 6 CuCO3 + (1/2−x) O2 → 2 YBa2Cu3O7−x + 13 CO2

Перспективы использования

  1. Создание сверхпроводящих магнитов
  2. Создание генераторов и линий электропередач
  3. Аккумулирование электроэнергии;
  4. Создание СКВИДов (сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор).[4]

Примечания

  1. 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.
  2. Superconductors Enter Commercial Utility Service .IEEE SPECTRUM [Электронный ресурс]. URL: http://spectrum.ieee.org
  3. 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.
  4. 1 2 Гак Д. Природа проводимости и основные характеристики проводниковых материалов. Мир провода [Электронный ресурс]. URL: http://www.byminsk.com/conductivity_theory.htm

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Поможем студентам написать доклад

Полезное


Смотреть что такое "Оксид иттрия-бария-меди" в других словарях:

  • Оксид иттрия — Общие Систематическое наименование Оксид иттрия Традиционные названия Сесквиоксид иттрия Химическая формула Y2O3 Физические свойства Состояни …   Википедия

  • Оксифторид иттрия — Общие Систематическое наименование Оксифторид иттрия Традиционные названия YOF Физические свойства Состояние (ст. усл.) бесцветные кристаллы …   Википедия

  • Фторид иттрия — Общие Систематическое наименование Фторид иттрия Традиционные названия Фтористый иттрий Химическая формула YF3 Физические свойства Состояние ( …   Википедия

  • Гидроксид иттрия — Общие Систематическое наименование Гидроксид иттрия Традиционные названия Гидроокись иттрия Химическая формула Y(OH)3 Физические свойства Состояние …   Википедия

  • Сульфид иттрия — Общие Систематическое наименование Сульфид иттрия Традиционные названия Сесквисульфид иттрия, сернистый иттрия Химическая формула Y2S3 Физические свойства …   Википедия

  • Хлорид иттрия — Общие Систематическое наименование Хлорид иттрия Традиционные названия Хлористый иттрий Химическая формула YCl3 Физические свойства Состояние ( …   Википедия

  • Ацетилацетонат иттрия — Общие Систематическое наименование Ацетилацетонат иттрия Химическая формула Y(С5H7O2)3 Эмпирическая формула YС15H21O6 …   Википедия

  • Борид иттрия — Общие Систематическое наименование Борид иттрия Химическая формула YB6 Физические свойства Состояние (ст. усл.) тёмно синие кристаллы …   Википедия

  • Бромид иттрия — Общие Систематическое наименование Бромид иттрия Традиционные названия Бромистый иттрий Химическая формула YBr3 Физические свойства Состояние ( …   Википедия

  • Гликолят иттрия — Общие Систематическое наименование Гликолят иттрия Химическая формула Y(С2H3O3)3 Эмпирическая формула YС6H9O9 Физич …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»