Supergeenusten ominaisuudet
Suprajohtava materiaali osoittaa erityisiä ominaisuuksia, jotka tekevät niistä hyvin tärkeitä nykyaikaiselle teknologialle. Tutkimus näiden suprajohtavien erityisominaisuuksien ymmärtämiseksi ja käyttöön ottamiseksi eri teknologian aloilla on edelleen meneillään. Alla on lueteltu sellaiset suprajohtavien ominaisuudet:
Nolla sähköinen vastus (ääretön johtavuus)
Meissnerin ilmiö: magneettikentän ulottaminen pois
Kriittinen lämpötila/Siirtymälämpötila
Kriittinen magneettikenttä
Jatkuva virta
Josephsonin virta
Kriittinen virta
Nolla sähköinen vastus tai ääretön johtavuus
Suprajohtavassa tilassa suprajohtava materiaali osoittaa nollan sähköisen vastuksen (äärettömän johtavuuden). Kun suprajohtavan materiaalin näyte jäädytetään kriittisen lämpötilan/siirtymälämpötilan alapuolelle, sen vastus pienenee yhtäkkiä nollaan. Esimerkiksi elohopea osoittaa nollan vastuksen alle 4K:ssa.
Meissnerin ilmiö (magneettikentän ulottaminen pois)
Suprajohtaja, kun se jäädytetään kriittisen lämpötilan (Tc) alapuolelle, ulottaa pois magneettikentän eikä salli magneettikentän päästä sisään. Tätä ilmiötä suprajohtajissa kutsutaan Meissnerin ilmiökseksi. Meissnerin ilmiö on esitetty alla olevassa kuviossa-
Kriittinen lämpötila/Siirtymälämpötila
Suprajohtavan materiaalin kriittinen lämpötila on lämpötila, jossa materiaali muuttuu normaalista johtavasta tilasta suprajohtavaksi tilaksi. Tämä siirtyminen normaalista johtavasta tilasta (vaiheesta) suprajohtavaan tilaan (vaiheeseen) on yhtäkkiäinen/tarkka ja täydellinen. Elohopean siirtyminen normaalista johtavasta tilasta suprajohtavaan tilaan on esitetty alla olevassa kuviossa.
Kriittinen magneettikenttä
Suprajohtavan materiaalin suprajohtava tila/vaihe katkeaa, kun magneettikenttä (joko ulkoinen tai materiaalin itse virran aiheuttama) kasvaa tietyltä arvolta ja näyte alkaa käyttäytyä tavallisena johtavana. Tämä tietty magneettikentän arvo, jonka yläpuolella suprajohtaja palaa tavalliseen tilaan, kutsutaan kriittiseksi magneettikentäksi. Kriittisen magneettikentän arvo riippuu lämpötilasta. Kun lämpötila (kriittisen lämpötilan alapuolella) laskee, kriittisen magneettikentän arvo kasvaa. Kriittisen magneettikentän vaihtelu lämpötilan mukaan on esitetty alla olevassa kuviossa-
Jatkuva virta
Jos suprajohtavasta materiaalista valmistettu rengas asetetaan magneettikenttään yli kriittisen lämpötilan, ja rengas jäädytetään kriittisen lämpötilan alapuolelle, ja nyt poistetaan magneettikenttä, rengas induktiivisuutensa vuoksi synnyttää virtan. Lenzin lain mukaan tämän induoidun virran suunta on sellainen, että se vastustaa fluxin muutosta renkaan läpi. Koska rengas on suprajohtavassa tilassa (nollan vastus), induoidun virran virtaus jatkuu. Tätä jatkuvaa virtaa kutsutaan pysyväksi virraksi. Tämä pysyvä virta tuottaa magneettifluxin, joka pitää renkaan läpi kulkevan fluxin vakiona.
Josephsonin virta
Jos kaksi suprajohtajaa erotetaan ohuen eristysmateriaalin filmin avulla, mikä muodostaa matalaresistenssin kytkennän, havaitaan, että elektronipareja (foniinteraktion avulla muodostuneita) voi tunnella kytkennän yhdestä puolesta toiselle. Virta, joka syntyy tällaisten elektroniparien virrastamisesta, kutsutaan Josephsonin virraksi.
Kriittinen virta
Kun virta vedetään johtimessa suprajohtavassa tilassa, syntyää magneettikenttä. Jos virta kasvaa tietyltä arvolta, magneettikenttä kasvaa kriittiseen arvoon, jolloin johtin palaa tavalliseen tilaansa. Tätä virran arvoa kutsutaan kriittiseksi virraksi.
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on loukattu tekijänoikeuksia, otathan yhteyttä poistamaan.
