Supraleitung wurde 1911 in Leiden vom niederländischen Physiker Heike Kamerlingh Onnes entdeckt. Er erhielt 1913 den Nobelpreis für Physik für seine Forschungen bei tiefen Temperaturen. Einige Materialien zeigen, wenn sie unter eine bestimmte Temperatur gekühlt werden, keine Widerstandsfähigkeit mehr, was bedeutet, dass sie unendliche Leitfähigkeit aufweisen.
Die Eigenschaft / das Phänomen der unendlichen Leitfähigkeit in Materialien wird als Supraleitung bezeichnet.
Die Temperatur, bei der Metalle vom normalen leitenden Zustand in den supraleitenden Zustand übergehen, wird als kritische Temperatur oder Übergangstemperatur bezeichnet. Ein Beispiel für Supraleiter ist Quecksilber. Es wird bei 4 K supraleitend. Im supraleitenden Zustand stoßen die Materialien das Magnetfeld ab. Eine Übergangs Kurve für Quecksilber ist in der folgenden Abbildung dargestellt-
Der Übergang vom normalen leitenden Zustand zum supraleitenden Zustand ist umkehrbar. Darüber hinaus kann die Supraleitung unterhalb der kritischen Temperatur durch das Durchfließen eines ausreichend großen Stromes durch den Leiter selbst oder durch Anwendung eines ausreichend starken externen Magnetfeldes aufgehoben werden. Unterhalb der kritischen Temperatur / Übergangstemperatur wird der Wert des Stromes, bei dem der supraleitende Zustand aufgehoben wird, als kritischer Strom bezeichnet. Je niedriger die Temperatur (unterhalb der kritischen Temperatur) fällt, desto höher wird der Wert des kritischen Stromes. Der Wert des kritischen Magnetfeldes hängt auch von der Temperatur ab. Je niedriger die Temperatur (unterhalb der kritischen Temperatur) fällt, desto höher wird der Wert des kritischen Magnetfeldes.
Supraleitermetalle
Einige Metalle, wenn sie unter ihre kritische Temperatur gekühlt werden, zeigen null Widerstand oder unendliche Leitfähigkeit. Diese Metalle werden als supraleiter Metalle bezeichnet. Einige Metalle, die Supraleitung zeigen, und ihre kritischen Temperaturen / Übergangstemperaturen sind in der folgenden Tabelle aufgelistet –
| Nr. |
Supraleiter |
Chemisches Symbol |
Kritische / Übergangstemperatur TC(K) |
Kritisches Magnetfeld BC(T) |
| 1 |
Rhodium |
Rh |
0 |
0,0000049 |
| 2 |
Wolfram |
W |
0,015 |
0,00012 |
| 3 |
Beryllium |
Be |
0,026 |
|
| 4 |
Iridium |
Ir |
0,1 |
0,0016 |
| 5 |
Lutetium |
Lu |
0,1 |
|
| 6 |
Hafnium |
Hf |
0,1 |
|
| 7 |
Ruthenium |
Ru |
0,5 |
0,005 |
| 8 |
Osmium |
Os |
0,7 |
0,007 |
| 9 |
Molybdän |
Mo |
0,92 |
0,0096 |
| 10 |
Zirkonium |
Zr |
0,546 |
0,0141 |
| 11 |
Cadmium |
Cd |
0,56 |
0,0028 |
| 12 |
Uran |
U |
0,2 |
|
| 13 |
Titan |
Ti |
0,39 |
0,0056 |
| 14 |
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