คุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ

วัสดุซูเปอร์คอนดักเตอร์แสดงคุณสมบัติพิเศษที่ทำให้พวกมันมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเทคโนโลยีสมัยใหม่ การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อทำความเข้าใจและใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้ของซูเปอร์คอนดักเตอร์ในหลากหลายสาขาของเทคโนโลยี คุณสมบัติของซูเปอร์คอนดักเตอร์มีดังนี้-

1. ความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ (ความนำไฟฟ้าไม่จำกัด)

2. เอฟเฟกต์ไมส์เนอร์: การขับไล่สนามแม่เหล็ก

3. อุณหภูมิกึ่งกลาง/อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะ

4. สนามแม่เหล็กกึ่งกลาง

5. กระแสคงที่

6. กระแสโจเซฟสัน

7. กระแสกึ่งกลาง

ความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ หรือ ความนำไฟฟ้าไม่จำกัด

ในสถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์ วัสดุซูเปอร์คอนดักเตอร์แสดงความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์ (ความนำไฟฟ้าไม่จำกัด) เมื่อตัวอย่างของวัสดุซูเปอร์คอนดักเตอร์ถูกเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิกึ่งกลาง/อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะ ความต้านทานของมันจะลดลงอย่างเฉียบพลันเป็นศูนย์ ตัวอย่างเช่น ปรอทแสดงความต้านทานเป็นศูนย์ต่ำกว่า 4k

เอฟเฟกต์ไมส์เนอร์ (การขับไล่สนามแม่เหล็ก)

ซูเปอร์คอนดักเตอร์เมื่อถูกเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิกึ่งกลาง Tc จะขับไล่สนามแม่เหล็ก และไม่อนุญาตให้สนามแม่เหล็กผ่านเข้าไปภายใน ปรากฏการณ์นี้ในซูเปอร์คอนดักเตอร์เรียกว่าเอฟเฟกต์ไมส์เนอร์ เอฟเฟกต์ไมส์เนอร์แสดงในรูปด้านล่าง-

อุณหภูมิกึ่งกลาง/อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะ

อุณหภูมิกึ่งกลางของวัสดุซูเปอร์คอนดักเตอร์คืออุณหภูมิที่วัสดุเปลี่ยนจากสถานะการนำไฟฟ้าปกติเป็นสถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์ การเปลี่ยนสถานะจากสถานะการนำไฟฟ้าปกติ (เฟส) เป็นสถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์ (เฟส) เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เฉียบพลันและสมบูรณ์ การเปลี่ยนสถานะของปรอทจากสถานะการนำไฟฟ้าปกติเป็นสถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์แสดงในรูปด้านล่าง

สนามแม่เหล็กกึ่งกลาง

สถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์/เฟส ของวัสดุซูเปอร์คอนดักเตอร์ จะแตกเมื่อสนามแม่เหล็ก (ไม่ว่าจะเป็นสนามแม่เหล็กภายนอกหรือสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการไหลของกระแสไฟฟ้าในซูเปอร์คอนดักเตอร์เอง) เพิ่มขึ้นเกินค่าหนึ่งๆ และตัวอย่างเริ่มแสดงพฤติกรรมเหมือนสารนำไฟฟ้าปกติ ค่าสนามแม่เหล็กที่ทำให้ซูเปอร์คอนดักเตอร์กลับมาเป็นสารนำไฟฟ้าปกติเรียกว่าสนามแม่เหล็กกึ่งกลาง ค่าของสนามแม่เหล็กกึ่งกลางขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิ (ต่ำกว่าอุณหภูมิกึ่งกลาง) ลดลง ค่าของสนามแม่เหล็กกึ่งกลางจะเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กกึ่งกลางตามอุณหภูมิแสดงในรูปด้านล่าง-

กระแสคงที่

หากวงแหวนที่ทำจากซูเปอร์คอนดักเตอร์ถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กเหนืออุณหภูมิกึ่งกลาง แล้วเย็นวงแหวนนี้ลงต่ำกว่าอุณหภูมิกึ่งกลาง หากเราเอาสนามแม่เหล็กออก กระแสจะถูกเหนี่ยวนำในวงแหวนเนื่องจากความเหนี่ยวนำตัวเอง โดยกฎเลนซ์ ทิศทางของกระแสที่ถูกเหนี่ยวนำนี้จะตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์ที่ผ่านวงแหวน ดังนั้นเนื่องจากวงแหวนอยู่ในสถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์ (ความต้านทานเป็นศูนย์) กระแสที่ถูกเหนี่ยวนำในวงแหวนจะไหลต่อเนื่อง กระแสที่ไหลต่อเนื่องนี้เรียกว่ากระแสคงที่ กระแสคงที่นี้สร้างฟลักซ์แม่เหล็ก ที่ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ผ่านวงแหวนคงที่

กระแสโจเซฟสัน

หากสองซูเปอร์คอนดักเตอร์ถูกแยกโดยฟิล์มฉนวนบางๆ ซึ่งสร้างจุดต่อที่มีความต้านทานต่ำ พบว่าคู่คูเปอร์ (ที่เกิดจากการโต้ตอบของโฟนอน) สามารถทะลุผ่านจากด้านหนึ่งของจุดต่อไปยังอีกด้านหนึ่ง กระแสที่เกิดจากการไหลของคู่คูเปอร์นี้เรียกว่ากระแสโจเซฟสัน

กระแสกึ่งกลาง

เมื่อมีกระแสผ่านผ่านคอนดักเตอร์ที่อยู่ในสถานะซูเปอร์คอนดักเตอร์ สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้น หากกระแสเพิ่มขึ้นเกินค่าหนึ่งๆ สนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นจนถึงค่ากึ่งกลางที่ทำให้คอนดักเตอร์กลับสู่สถานะปกติ ค่าของกระแสที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้เรียกว่ากระแสกึ่งกลาง

คำแถลง: ให้ความเคารพต่อบทความดั้งเดิมที่มีคุณภาพและควรแชร์ หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์โปรดติดต่อเพื่อลบ