OTPORNIK.info
Elektronika oko nas
Ads

Superprovodnost na visokim temperaturama


Tim predvođen profesorom Frančesk Ilasom (Francesc Illas) predstavio je svoje istraživanje koje će nam pomoći da razumemo prirodu superprovodnika i početnu tačku fenomena superprovodnosti na visokim kritičnim temperaturama.

Superprovodnici su materijali koji provode električnu struju sa nultom otpornošću na niskim temperaturama. Superprovodnost je otkrivena 1911 godine, a istraživači ove oblasti su dobili Nobelovu Nagradu za Fiziku: H.K. Ones (H.K. Onnes) za otkriće fenomena; J. Barden (J. Bardeen), L. Kuper (L. Cooper) i R. Šrifer (R. Schrieffer) za Teoriju Superprovodnosti koja objašnjava kako se formiraju elektronski parovi tzv. Kuperovi parovi (Cooper pairs) i kako oni provode električnu struju sa nultom otpornošću;  J.C. Bednorc (J.C. Bednorz) i K.A. Miler (K.A. Müller) za njihov rad  sa keramičkim superprovodnim materijalima (bakar oksid ili kuprat) na temperaturama iznad 35 K (-238 ºC)  i ispod tačke ključanja azota (-196 ºC).

U 2008 godini otkriće nove familije gvozdenih (Fe) i arsenikovih (As) superprovodnika (AsFe) na kritičnim temperaturama označen je kao druga velika revolucija u svetu superprovodnosti. Nova jedinjenja, koja ne sadrže bakar (Cu) ali sadrže kiseonik (O), fluor (F) ili arsenik (As) i gvožđe (Fe), pomoći će naučnicima da reše neke od misterija u oblasti fizike čvrstog stanja.

Prema novoj studiji, dve familije superprovodnih materijala dele slične elektronske strukture: Fe i As jedinjenja su antiferomagnetici i ispoljavaju jako ometanje spina.

Još jedna inovacija predstavljena ovim istraživanjem je korišćenje sofisticiranih tehnika poput hibridnih funkcionala za proučavanje elektronske strukture. “U kupratima”, kaže Ilas, “najčešće metodologije su standardna LDA (Local Density Approximation) i GGA (Generalized Gradient Approximation). koje predviđaju ovim sistemima snažan metalni karakter. Međutim, eksperimentalne studije na nedopiranim baznim materijalima – superprovodnost se pojavljuje samo nakon dopiranja ovih materijala – su pokazali da kuprati imaju izolaciona svojstva i da su antiferomagnetici.” Zbog toga, proučavanje ovih sistema zahteva bolje razrađene metode od standardnih LDA i GGA.

Prema rečima stručnjaka, proučavanje elektronske strukture novog jedinjenja baziranog na FeAs pomoću LDA i GGA takođe daje pogrešne rezultate, kao u slučaju kuprata. “Ove tehnike nisu u mogućnosti da daju tačne  opise jako korelisanih sistema (kuprati, nove superprovodne familije,…),” kaže Ilas. Više sofisticirani pristupi su neophodni za opisivanje elektronske strukture i svojstava ovih materijala.

Otkriće superprovodnosti na visokim temperaturama je jedan od najvažnijih poglavlja u modernoj nauci. To je veliki napredak u razvoju novih tehnologija i jedinjenja u fizici čvrstog stanja. Stručnjaci iz oblasti fizike sanjaju o teorijskom modelu elektronske strukture kao bi razumeli formaciju superprovodne faze, i tako budu u mogućnosti da sintetišu superprovodnike na sobnoj temperaturi. Ovaj cilj se čini dostižan, ali ne u bliskoj budućnosti.

Komentari su onemogućeni.