Окси́д и́ттрия-ба́рия-ме́ди, также известный как YBCO (разговорное произношение: и-бэ-ко) — широко применяемый высокотемпературный сверхпроводник, известный тем, что он является первым полученным сверхпроводником с критической температурой больше — температуры кипения азота.
Химическая формула YBa2Cu3O_{7-x}. Критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние =
Относится к сверхпроводникам второго рода.
История Рассматриваемый сверхпроводник был получен в 1987 году в Алабамском университете в Хантсвилле (UAH) У Маокунем и в Хьюстонском университетеWu M. K., Ashburn J. R., Torng C. J., Hor P. H., Meng R. L., Gao L., Huang Z. J., Wang Y. Q., Chu C. W. Superconductivity at 93 K in a new mixed-phase Y-Ba-Cu-O compound system at ambient pressure // Phys. Rev. Lett. 1987. V. 58. P. 908—910..
Получение этого материала означало возможность широкого промышленного использования сверхпроводников, так как стало возможным использование для охлаждения для получения сверхпроводимости сравнительно дешёвого и доступного жидкого азотаSuperconductors Enter Commercial Utility Service IEEE SPECTRUM ..
Природа сверхпроводимости Исследования физиков из Университета Британской Колумбии (UBC) показали, что высокотемпературная сверхпроводимость, наблюдаемая в некоторых оксидах меди связана с так называемыми «некогерентными возбуждениями». Это первые исследования, в которых удалось непосредственно определить, в каких режимах электроны ведут себя как отдельные частицы, а в каких — как неразрывная многочастичная сущность. Этот успех стал возможен благодаря новым спектроскопическим технологиям и специально выращенным в университете сверхчистым кристаллам купратов. В нормальных условиях купраты являются изоляторами и не проводят электрический ток, однако если из них удалить часть электронов (или, как говорят, легировать дырками), то при охлаждении они переходят в сверхпроводящее состояние. Оптимальным называется легирование, для которого сверхпроводящая фаза достигается при максимальной температуре. Выделяют также недолегированные и перелегированные образцы.
Одним из центральных вопросов в понимании механизмов высокотемпературной сверхпроводимости является вопрос о том, как ведут себя электроны в сверхпроводящей фазе. Существует две теории: в первой электроны представляют собой отдельные хорошо различимые квазичастицы ферми-жидкости, во второй — электроны настолько сильно связаны друг с другом, что отдельные частицы не различимы, это так называемый сильно коррелированный диэлектрик Мотта. Удалось показать, что в перелегированном состоянии электроны ведут себя как ферми-жидкость, состоящая из отдельных квазичастиц, но при переходе к недолегированному состоянию быстро становятся неразличимымиD. Fournier, G. Levy, Y. Pennec, J. L. McChesney, A. Bostwick, E. Rotenberg, R. Liang, W. N. Hardy, D. A. Bonn, I. S. Elfimov & A. Damascelli Loss of nodal quasiparticle integrity in underdoped YBa2Cu3O6+x // Nature Physics. — 2010..
Структура
Свойства Свойства материала зависят от метода получения образцаГак Д. Природа проводимости и основные характеристики проводниковых материалов . Мир провода..
Критическая температура (температура, ниже которой возникает состояние сверхпроводимости) 93 К. Критическая индукция (поле, при котором разрушается сверхпроводящее состояние) 5,7 Тл. Критическая плотность тока (ток, свыше которого разрушается сверхпроводящее состояние) 7 А/см².
Некоторые химические и физические свойства Молярная масса 666,19 Да. Плотность 6,3 г/см³. Температура плавления более 1000 °C.
Получение Первый образец YBCO был получен при температуре 1000—1300 К в результате следующей химической реакции:
{4BaCO3} + {Y2(CO3)3} + {6CuCO3} + (\tfrac{1}{2}-\mathit{x})O2 -> {2YBa2Cu3O_{7-\mathit{x}}} + {13CO2}\uparrow.
Перспективы использования Создание сверхпроводящих магнитов. Создание генераторов и линий электропередач. Аккумулирование электроэнергии. Создание СКВИДов (сверхпроводящий квантовый интерференционный детектор). Разработка сверхмощных турбогенераторов на основе сверхпроводимости. Разработка . Изготовление сверхпроводящих проводов.
См. также
Станнид триниобия Ниобий-титан Сверхпроводники на основе железа Высокотемпературная сверхпроводимость
Примечания
Ссылки Раскрыт ещё один секрет высокотемпературной сверхпроводимости 15 октября 2010 Природа проводимости и основные характеристики проводниковых материалов . Гинзбург В. Л., Андрюшин Е. А. Сверхпроводимость .
Литература
Категория:Высокотемпературные сверхпроводники Категория:Оксиды иттрия Категория:Оксиды бария Категория:Оксиды меди Категория:Соединения бария по алфавиту Категория:Сверхпроводники