Свойства сверхпроводников
Сверхпроводящий материал обладает некоторыми удивительными свойствами, которые делают его очень важным для современных технологий. Исследования продолжаются, чтобы понять и использовать эти уникальные свойства сверхпроводников в различных областях технологии. Ниже перечислены такие свойства сверхпроводников-
Нулевое электрическое сопротивление (бесконечная проводимость)
Эффект Мейсснера: вытеснение магнитного поля
Критическая температура/температура перехода
Критическое магнитное поле
Постоянные токи
Токи Джозефсона
Критический ток
Нулевое электрическое сопротивление или бесконечная проводимость
В сверхпроводящем состоянии сверхпроводящий материал демонстрирует нулевое электрическое сопротивление (бесконечную проводимость). Когда образец сверхпроводящего материала охлаждается ниже его критической температуры/температуры перехода, его сопротивление внезапно падает до нуля. Например, ртуть показывает нулевое сопротивление ниже 4 К.
Эффект Мейсснера (вытеснение магнитного поля)
Когда сверхпроводник охлаждается ниже критической температуры Tc, он вытесняет магнитное поле и не позволяет ему проникнуть внутрь. Этот феномен в сверхпроводниках называется эффектом Мейсснера. Эффект Мейсснера показан на следующем рисунке-
Критическая температура/температура перехода
Критическая температура сверхпроводящего материала - это температура, при которой материал переходит из нормального проводящего состояния в сверхпроводящее состояние. Этот переход от нормального проводящего состояния (фазы) к сверхпроводящему состоянию (фазе) является резким и полным. Переход ртути из нормального проводящего состояния в сверхпроводящее состояние показан на следующем рисунке.
Критическое магнитное поле
Сверхпроводящее состояние/фаза сверхпроводящего материала разрушается, когда магнитное поле (внешнее или созданное самим сверхпроводником) увеличивается сверх определенного значения, и образец начинает вести себя как обычный проводник. Это определенное значение магнитного поля, выше которого сверхпроводник возвращается в обычное состояние, называется критическим магнитным полем. Значение критического магнитного поля зависит от температуры. По мере снижения температуры (ниже критической) значение критического магнитного поля увеличивается. Изменение критического магнитного поля в зависимости от температуры показано на следующем рисунке-
Постоянный ток
Если кольцо, изготовленное из сверхпроводника, поместить в магнитное поле выше его критической температуры, затем охладить кольцо сверхпроводника ниже его критической температуры и теперь, если убрать магнитное поле, то в кольце индуцируется ток за счет его самоиндукции. Согласно закону Ленца, направление этого индуцированного тока таково, что он препятствует изменению потока, проходящего через кольцо. Поскольку кольцо находится в сверхпроводящем состоянии (нулевое сопротивление), индуцированный ток будет продолжать течь. Этот ток называется постоянным током. Постоянный ток создает магнитный поток, который делает магнитный поток, проходящий через кольцо, постоянным.
Ток Джозефсона
Если два сверхпроводника разделены тонкой пленкой диэлектрика, образуя низкоомное соединение, оказывается, что кооперированные пары электронов (образованные взаимодействием фононов) могут туннелировать от одной стороны соединения к другой. Ток, вызванный таким течением кооперированных пар, называется током Джозефсона.
Критический ток
Когда через проводник, находящийся в сверхпроводящем состоянии, пропускается ток, возникает магнитное поле. Если ток возрастает сверх определенного значения, магнитное поле увеличивается до критического значения, при котором проводник возвращается в нормальное состояние. Это значение тока называется критическим током.
Заявление: Уважайте оригинальные, ценные статьи, достойные разделения. Если имеются нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
