Eigenschappen van Supergeleiders
Supergeleidende materialen vertonen enkele buitengewone eigenschappen die ze zeer belangrijk maken voor moderne technologie. Het onderzoek hiernaar gaat nog steeds door om deze buitengewone eigenschappen van supergeleiders te begrijpen en te benutten in verschillende gebieden van technologie. Deze eigenschappen van supergeleiders worden hieronder vermeld-
Nul elektrische weerstand (Oneindige geleidbaarheid)
Meissner-effect: Verdringing van magnetisch veld
Kritische temperatuur/Overgangstemperatuur
Kritisch magnetisch veld
Persistente stromen
Josephson-stromen
Kritische stroom
Nul elektrische weerstand of oneindige geleidbaarheid
In de supergeleidende staat vertoont het supergeleidende materiaal nul elektrische weerstand (oneindige geleidbaarheid). Wanneer een monster van een supergeleidend materiaal wordt afgekoeld tot onder zijn kritische temperatuur/overgangstemperatuur, neemt de weerstand plotseling af naar nul. Bijvoorbeeld, kwik toont nul weerstand onder de 4K.
Meissner-effect (verdringing van magnetisch veld)
Een supergeleider, wanneer hij wordt afgekoeld tot onder de kritische temperatuur Tc, verdringt het magnetisch veld en laat het niet toe dat het magnetisch veld erin doordringt. Dit fenomeen in supergeleiders wordt Meissner-effect genoemd. Het Meissner-effect is weergegeven in de figuur hieronder-
Kritische temperatuur/Overgangstemperatuur
De kritische temperatuur van een supergeleidend materiaal is de temperatuur waarbij het materiaal overgaat van de normale geleidende staat naar de supergeleidende staat. Deze overgang van de normale geleidende staat (fase) naar de supergeleidende staat (fase) is plotseling/scherp en volledig. De overgang van kwik van de normale geleidende staat naar de supergeleidende staat is weergegeven in de figuur hieronder.
Kritisch magnetisch veld
De supergeleidende staat/fase van een supergeleidend materiaal breekt wanneer het magnetisch veld (of extern of geproduceerd door de stroom die door de supergeleider zelf loopt) boven een bepaalde waarde stijgt en het monster zich begint te gedragen als een gewone geleider. Deze bepaalde waarde van het magnetisch veld, waarna de supergeleider terugkeert naar de normale staat, wordt kritisch magnetisch veld genoemd. De waarde van het kritische magnetisch veld hangt af van de temperatuur. Naarmate de temperatuur (onder de kritische temperatuur) daalt, neemt de waarde van het kritische magnetisch veld toe. De variatie in kritisch magnetisch veld met temperatuur is weergegeven in de figuur hieronder-
Persistente stroom
Als een ring gemaakt van een supergeleider wordt geplaatst in een magnetisch veld boven zijn kritische temperatuur, en vervolgens de ring van de supergeleider wordt afgekoeld tot onder zijn kritische temperatuur, en nu het magnetisch veld wordt verwijderd, wordt een stroom geïnduceerd in de ring door zijn zelfinductie. Volgens de wet van Lenz is de richting van deze geïnduceerde stroom zo dat hij de verandering in flux door de ring tegengaat. Aangezien de ring in de supergeleidende staat (nul weerstand) is, zal de geïnduceerde stroom in de ring blijven stromen. Deze stroom wordt persistente stroom genoemd. Deze persistente stroom produceert een magnetische flux die de magnetische flux door de ring constant houdt.
Josephson-stroom
Als twee supergeleiders worden gescheiden door een dunne laag isolerend materiaal, wat een laagweerstandsverbinding vormt, wordt gevonden dat de Cooper-paren (gevormd door fononinteractie) van elektronen kunnen tunnelen van de ene kant van de verbinding naar de andere kant. De stroom, veroorzaakt door de stroom van dergelijke Cooper-paren, wordt Josephson-stroom genoemd.
Kritische stroom
Wanneer er een stroom door een geleider in supergeleidende staat wordt gestuurd, ontstaat er een magnetisch veld. Als de stroom boven een bepaalde waarde stijgt, neemt het magnetisch veld toe tot de kritische waarde, waarop de geleider terugkeert naar zijn normale staat. Deze waarde van de stroom wordt kritische stroom genoemd.
Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn deelbaar, indien er een inbreuk is wordt gecontacteerd voor verwijdering.
