الموصلية الفائقة مرتفعة الحرارة

عينة لشبه موصل مرتفع الحرارة BSCCO-2223.

الموصلات الفائقة مرتفعة الحرارة High-temperature superconductors (اختصاراً Tc أو HTS) هي المواد التي تعمل كموصلات فائقة في درجات حرارة مرتفعة بشكل غير اعتيادي.[1] تم اكتشاف أول موصل فائق عالي الحرارة في عام 1986 من قِبل باحثي شركة آي بي إم گيورگ بدنورتس وك. ألكس مولر،[2][3] اللذين حازا بجائزة نوبل في الفيزياء 1987 "لاكتشافهما الخارق بالغ الأهمية للموصلية الفائقة في المواد الخزفية".[4]

في حين أن الموصلات الفائقة "العادية" أو الفلزية عادة ما تكون لها درجات حرارة انتقالية (التي تكون موصلات فائقى عندما تكون اقل من تلك درجات الحرارة) أقل من 30 كلفن (-243.2 درجة مئوية) ويجب تبريدها باستخدام الهليوم السائل لتحقيق التوصيل الفائق, وقد لوحظت درجات الحرارة المرتفعة مع درجات حرارة الانتقالية تصل إلى 138 كلفن (-135 درجة مئوية) ، ويمكن تبريده إلى الموصلية الفائقة باستخدام النيتروجين السائل.[2] حتى عام 2008 ، كان من المعروف أن مركبات معينة من النحاس والأكسجين (ما يسمى "cuprates") كانت معروفة بخصائص التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة , وتم استخدام مصطلح الموصل الفائق عالي الحرارة بالتبادل مع موصل فائق الكبريت لمركبات مثل البزموت سترونتيوم كالسيوم النحاس (BSCCO) وإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم (YBCO). الكثير من مركبات اساسها الحديد (بنتيدات الحديد ) معروفة بتوصيلها الفائق في درجات الحرارة المرتفعة.[5][6][7]

ومع ذلك ، لا تزال المواد فائقة التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة تواجه العديد من مشكلات التصنيع: أحدها هو أن الخزف عادة ما يكون هشًا ، وهو غير ملائم لتصنيع الأسلاك [8]

في عام 2018 , تم العثور علي كبريتيد الهيدروجين (H2S) تحت ضغط مرتفع جدا (حوالي 150 جيجا باسكال) ليخضع لعملية انتقالية فائقة التوصيل بالقرب من 203 كلفن (−70 درجة مئوية) ، وذلك بسبب تكوين H3S ، موصل فائق جديد ذو درجة حرارة عالية قياسية[9][10][11]

For an explanation about Tc (the درجة الحرارة الحرجة for superconductivity), see قالب:Multi-section link and the second bullet item of Successes of the BCS theory}}.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

تم اكتشاف ظاهرة الموصلية الفائقة بواسطة هايكه كامرلنغ اُنـِّس في عام 1911 ، في الزئبق المعدني أقل من 4 كلفن (− 269.15 درجة مئوية). منذ ذلك الحينحاول الباحثون مراقبة الموصلية الفائقة في درجات حرارة متزايدة بهدف العثور على وصل فائق في درجة حرارة الغرفة.[12] في أواخر السبعينات، لوحظ التوصيل الفائق في العديد من المركبات المعدنية (وخاصة المركبات التي تعتمد علىNB, مثل النيوبيوم والتيتانيوم, النيوبيوم والقصدير و النيوبيوم الجرمانيوم) في درجات حرارة أعلى بكثير من درجات الحرارة للمعادن الأولية والتي يمكن أن تتجاوز 20 كلفن (253.2- درجة)20 K (−253.2 °C).في عام 1986, قام جونسان جورج بيدنورز و كارل اليكسندر مولر, اللذين يعملان في مختبر ابحاث آي‌بي‌إم بالقرب من زيورخ, سويسرا باستكشاف فئة جديدة من الخزف من أجل التوصيل الفائق. واجهت بيدنورز مركبا مخدرا باريوم مكون من لانثانم وأكسيد النحاس الذي انخفضت مقاومته إلى الصفر عند درجة حرارة حوالي 35 K (−238.2 °C).[13] [14] سرعان ما تم تأكيد نتائجها من قبل العديد من المجموعات ولا سيما بول تشينج وو تشو في جامعة هوستن شوجي تاناكا في جامعة طوكيو.[15]

بعد فترة وجيزة, توصل فيليب وارن أندرسون, في جامعة پرنستون إلى أول وصف نظري لهذه المواد باستخدام نظرية رابطة التكافؤ الرنان,[16] . لكن الفهم الكامل لهذه المواد لا يزال قيد التطوير اليوم. من المعروف الآن أن هذه الموصلات الفائقة تمتلك تناسق ثنائي الموجة[مطلوب توضيح] . تم تقديم أول اقتراح بأن الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية في الكبريت تتضمن الاقتران أشعة دي في عام 1987 بواسطة بيكر, دوغلاس جيمس سكالابينو و سكاتلر ,[17] تليها ثلاث نظريات لاحقة في عام 1988 من قبل إينووي ودنياش وهيرشفيلد وراكنشتاين,[18] باستخدام نظرية التذبذب المغزلي, وغروس ، وبويلبلانك ، رايس وشانغ,[19] وغابرييل كوتليار وليو لتحديد الاقتران بين الموجة d و النتيجة الطبيعية لنظرية النموذج اللوني احمر ازرق اخضر.[20] تم إجراء تأكيد لطبيعة الموجة d من الموصلات الفائقة كوبرات من خلال مجموعة متنوعة من التجارب ، بما في ذلك الملاحظة المباشرة للعقد موجات d في طيف الإثارة من خلال التحليل الطيفي لانبعاث الصور ، ومراقبة تدفق نصف صحيح في الأنفاق التجارب ، وبشكل غير مباشر من الاعتماد على درجة حرارة عمق الاختراق والحرارة المحددة والتوصيل الحراري.

حتى عام 2015 ، كان الموصل الفائق الذي يتميز بأعلى درجة حرارة انتقالية والذي تم تأكيده من قبل مجموعات بحثية مستقلة متعددة (وهو شرط أساسي ليتم تلقيبه اكتشافًا ، تم التحقق منه من خلال مراجعة النظراء) هو أكسيد الزئبق الباريوم والنحاس (HgBa2Ca2Cu3O8)عند حوالي 133 كلفن.[21]

المكثف ، لا يزال منشأ الموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية غير واضح ، لكن يبدو أنه بدلاً من آليات جذبالإلكترون-فونون كما هو الحال في الموصلية الفائقة التقليدية ، يتعامل المرء مع آليات إلكترونية حقيقية (مثل العلاقات المغناطيسية المضادة للحديد) ) ، وبدلاً من الاقتران التقليدي ، الموجة البحتة s ، يُعتقد أن التماثلات الزوجية الأكثر غرابة مشاركة (الموجة d في حالة الكوبات ، الموجة اs في المقام الأول ، ولكن أحيانًا الموجة d ، في حالة الموصلات الفائقة القائمة على الحديد). في عام 2014 ، وجد علماء كلية الفنون التطبيقية في لوزان دليلًا يوضح أن الجزيئات الكسرية يمكن أن تحدث في مواد مغناطيسية ثنائية الأبعاد تقريبًا تدعم نظرية أندرسون في الموصلية الفائقة درجات الحرارة العالية [22] [23]


البنى البلورية للموصلات الفائقة الخزفية مرتفعة الحرارة

غالبًا ما يرتبط هيكل الموصلات الفائقة في درجات الحرارة المرتفعة بأكسيد النحاس أو الموصلات الفائقة الكبريتات ارتباطًا وثيقًا بهيكل بيروفسكايت وقد تم وصف بنية هذه المركبات بأنها بنية بيروفسكايت مشوهة, تفتقر الي الأكسجين . إحدى خصائص التركيب البلوري للموصلات الفائقة للأكسيد هي طبقة متعددة بالتناوب من طائرات أكسيد النحاس. مع الموصلية الفائقة التي تحدث بين هذه الطبقات. كلما ازداد طبقات اكسيد النحاس زادت درجة الحرارة. يؤدي هذا الهيكل إلى تباين كبير في الخواص الطبيعية للتوصيل الطبيعي والتوصيل الفائق حيث يتم إجراء التيارات الكهربائية بواسطة ثقوب مستحثة في مواقع الأكسجين في صفائح اكسيد النحاس . التوصيل الكهربائي متباين الخواص بدرجة عالية ، مع توصيلية أعلى بكثير موازية لمستوى اكسيد النحاس عنها في الاتجاه العمودي. بشكل عام ، تعتمد درجات الحرارة الحرجة على التركيبات الكيميائية وبدائل الكاتيونات ومحتوى الأكسجين. يمكن تصنيفها على أنها خطوط فائقة; على سبيل المثال: تحقيقات خاصة للطبقات الفائقة عند الحد الذري مصنوعة من طبقات ذرية فائقة التوصيل ، وأسلاك ، ونقاط مفصولة بطبقات فاصلة ، توفر موصلية فائق متعدد النطاق ومتعددة الوصلات

الموصفات الفائقة في الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم

خلية وحدة الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم

أول موصل فائق موجود مع درجة حرارة  > 77 كلفن (نقطة غليان النيتروجين سائل ) هو أكسيد النحاس الباريوم الإيتريوم (YBa2Cu3O7−x); نسب المعادن الثلاثة المختلفة في الموصل الفائق YBa2Cu3O7 هي في نسبة المول من 1 إلى 2 إلى 3 بالنسبة للإيتريوم إلى الباريوم إلى النحاس على التوالي. وبالتالي ، غالباً ما يشار إلى هذا الموصل الفائق على أنه الموصل الفائق 123. تتكون خلية الوحدة في YBa2Cu3O7 من ثلاث خلايا وحدة بيروفسكايت كاذبة. تحتوي كل خلية وحدة بيروفسكايت على ذرة إيتريوم أو باريوم في المركز: باريوم في خلية الوحدة السفلية ، و إيتريوم في الخلية الوسطى ، و باريوم في خلية الوحدة العليا. وبالتالي ، يتم تكديس إيتريوم و باريوم بالتسلسل [باريوم-إيتريوم – باريوم] على طول المستوي c. جميع مواقع الركن في خلية الوحدة تشغلها نحاس ، والتي لها تنسيقان مختلفان ، نحاس (1) و نحاس (2) ، بالنسبة للأكسجين . هناك أربعة مواقع بلورية ممكنة للأكسجين: أكسجين (1) ، أكسجين (2) ، أكسجين (3) و أكسجين (4). تنسيق متعدد الوجوه من إيتريوم و باريوم بالنسبة للأكسجين مختلفة.[24] . يؤدي الثلاثي في ​​خلية وحدة البيروفسكايت إلى تسع ذرات أكسجين، في حين أن YBa2Cu3O7بها سبع ذرات أكسجين، وبالتالي يشار إليها على أنها بنية بيروفسكايت ناقصة الأكسجين . يحتوي الهيكل على طبقات متعددة: (أكسيد النحاس الثنائي) (أكسيد الباريوم) (بيروكسيد النحاس) (إيتريوم) (بيروكسيد النحاس) (أكسيد الباريوم) (أكسيد النحاس الثنائي). إحدى الميزات الأساسية لخلية الوحدة في YBa2Cu3O7−x (الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم) هي وجود طبقتين من بيروكسيد النحاس. دور المستوي ص هو بمثابة فاصل بين طائرتين بيروكسيد النحاس  في مركب الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم ، من المعروف أن سلاسل النحاس-الاكسجين تلعب دورًا مهمًا في الموصلية الفائقة. درجة الحرارة الحرجة تكون أقصاها عندما تكون بالقرب من 92 كلفن عند س  ≈ 0.15 والهيكل يكون معيني متعامد المحاور. تختفي الموصلية الفائقة عند س ≈0.6، حيث يحدث التحول الهيكلي لـ الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم من معيني متعامد المحاور إلى رباعي الزوايا.[25]

الموصلات الفائقة عالية التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة القائمة علي  الزئبق ,البزموت والتيتانيوم

شبكة البزموت السترونتيوم أكسيد النحاس والكالسيوم

تتشابه البنية البلورية للموصلات الفائقة عاليةالتوصيل في درجات الحرارة المرتفعةالقائمة علي  الزئبق ,البزموت والتيتانيوم.[26] مثل الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم ، ميزة نوع البيروفيكاست  ووجود طبقات بيروكسيد النحاس موجودة أيضًا في هذه الموصلات الفائقة. ومع ذلك ، على عكس مركب الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم ، سلاسل الاكسجين - النحاس غير موجودة في هذه الموصلات الفائقة. يتميز الموصل الفائق الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم بهيكل معيني متعامد المحاور، في حين أن الموصلات الفائقة الأخرى ذات درجات الحرارة المرتفعة  لديها هيكل رباعي الاضلاع.

Tيحتوي نظام البزموت – الإسترونتيوم – الكالسيوم – النحاس – الأكسجين على ثلاث مراحل فائقة التوصيل تشكل سلسلة متجانسة مثلBi2Sr2Can−1CunO4+2n+x (n=1, 2 and 3). هذه المراحل الثلاث هي بزموت-2201 و بزموت-2212 و بزموت-2223 ، ذات درجات حرارة انتقالية 20 و 85 و 110 كلفن ، على التوالي ، حيث يمثل نظام الترقيم عدد من ذرات البزموت و الإسترونتيوم و الكالسيوم و النحاس على التوالي .[27] تحتوي المرحلتان على هيكل رباعي يتكون من خليتين وحدة بلورية مقطوعة. تحتوي خلية الوحدة في هذه المراحل على مستويات بزموت-أكسجين مزدوجة مكدسة بطريقة توضع ذرة البزموت في مستوي واحد تحت ذرة الأكسجين في المستوى التالي على التوالي. تشكل ذرة الكالسيوم طبقة داخل الأجزاء الداخلية لطبقات بيروكسيد النحاس في كل من بزموت-2212 و بزموت -2223 ؛ لا توجد طبقة كالسيوم في مرحلة بزموت-2201. تختلف المراحل الثلاث مع بعضها البعض في عدد مستويات   بيروكسيد النحاس ؛ تحتوي مراحل بزموت-2201 بزموت-2212 و بزموت-2223 على مستوي واحد واثنين وثلاث مستويات من  بيروكسيد النحاس ، على التوالي. تزداد ثوابت شبكة المحور c لهذه المراحل مع زيادة عدد مستويات بيروكسيد النحاس (انظر الجدول أدناه). يختلف تنسيق ذرة النحاس في المراحل الثلاث. تشكل ذرة النحاس تنسيقًا ثماني الاسطح فيما يتعلق بذرات الأكسجين في مرحلة 2201 ، بينما في مرحلة 2212 ، تُحيط ذرة النحاس بخمس ذرات أكسجين في ترتيب هرمي. في الهيكل 2223 ، يحتوي النحاس على تنسيقين فيما يتعلق بالأكسجين: واحدة من ذرات النحاس مرتبطة بأربع ذرات أكسجين في تكوين مستوي مربع ، ويتم تنسيق ذرة نحاس أخرى مع خمس ذرات أكسجين في ترتيب هرمي.[28]

الموصل الفائق تيتانيوم - باريوم – كالسيوم-نحاس أكسجين: تحتوي السلسلة الأولى من الموصل الفائق القائم على التيتانيوم التي تحتوي على طبقة تيتانيوم - أكسجين على الصيغة العامة TlBa2Can-1CunO2n+3 ، في حين تحتوي السلسلة الثانية التي تحتوي على طبقتين تيتانيوم - أكسجين على صيغةTl2Ba2Can-1CunO2n+4 مع n = 1 و 2 و 3 ,[29] في بنية Tl2Ba2CuO6 (تيتاينوم - 2201) ، هناك طبقة بيروكسيد النحاس واحدة مع تسلسل الترتيب (تيتانيوم-أكسجين) (تيتانيوم-أكسجين) (باريوم- أكسجين) ( نحاس -أكسجين) (باريوم- أكسجين) (تيتانيوم-أكسجين) (تيتانيوم-أكسجين). في Tl2Ba2CaCu2O8 (تيتانيوم - 2212) ، هناك طبقتان من نحاس - أكسجين مع طبقة كالسيوم بينهما. على غرار بنية Tl2Ba2CuO6 ، توجد طبقات تيتانيوم-أكسجين خارج طبقات باريوم- أكسجين. في Tl2Ba2Ca2Cu3O10 (تيتانيوم - 2223) ، توجد ثلاث طبقات من بيروكسيد النحاس تحيط بطبقات كالسيوم بين كل من هذه. في الموصلات الفائقة المعتمدة علي التيتانيوم ، تم العثور على درجة حرارة حرجة مع زيادة طبقات بيروكسيد النحاس. ومع ذلك ، تنخفض قيمة درجة الحرارة الحرجة بعد أربع طبقات من بيروكسيد النحاس في TlBa2Can-1CunO2n+3 ، وفي المركبTl2Ba2Can-1CunO2n+4 ، تنخفض بعد ثلاث طبقات من بيروكسيد النحاس..[30]

الزئبق – الباريوم – الكالسيوم – النحاس - الاكسجين فائق التوصيل : التركيب البلوري لـ HgBa2CuO4 (الزئبق-1201)[31] و HgBa2CaCu2O6 (الزئبق - 1212) و HgBa2Ca2Cu3O8 (الزئبق-1223) يشبه التركيب تيتانيوم - 1201 و تيتانيوم 1212 1223 ، مع الزئبق بدلاً من التيتانيوم. من الجدير بالذكر أن درجة الحرارة الحرجة لمركب الزئبق (الزئبق - 1201) الذي يحتوي على طبقة واحدة من بيروكسيد النحاس أكبر بكثير مقارنةً بمركب الثاليوم أحادي الطبقة بيروكسيد النحاس (يتيانيوم -1201). في الموصلات الفائقة القائمة على الزئبق ، تم العثور على درجة الحرارة الحرجة أيضًا مع زيادة طبقة بيروكسيد النحاس. بالنسبة إلى الزئبق - 1201 و الزئبق - 1212 و الزئبق -1223 ، فإن قيم درجات الحرارة الحرجة  هي 94 و 128 والقيمة القياسية عند الضغط المحيط 134 كلفن ، على التوالي ، كما هو موضح في الجدول أدناه. تشير الملاحظة إلى أن درجة الحرارة الحرجة لـ الزئبق -1223  تزداد إلى 153 كلفن تحت ضغط مرتفع تشير إلى أن درجة الحرارة الحرجة [32] لهذا المركب حساسة للغاية لهيكل المركب..[33]

درجة الحرارة الحرجة (Tc) ، والبنية البلورية وثوابت الشبكية لبعض الموصلات الفائقة التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة
الصيغة الرموز درجة الحرارة الحرجة (كلفن) اعداد مستويات الأكسجين- النحاس في وحدة الخلية البنية البلورية
YBa2Cu3O7 123 92 2 معيني متعامد المحاور
Bi2Sr2CuO6 البزموت-2201 20 1 رباعي الزوايا
Bi2Sr2CaCu2O8 البزموت-2212 85 2 رباعي الزوايا
Bi2Sr2Ca2Cu3O10 البزموت-2223 110 3 رباعي الزوايا
Tl2Ba2CuO6 تيتانيوم-2201 80 1 رباعي الزوايا
Tl2Ba2CaCu2O8 تيتانيوم-2212 108 2 رباعي الزوايا
Tl2Ba2Ca2Cu3O10 تيتانيوم-2223 125 3 رباعي الزوايا
TlBa2Ca3Cu4O11 تيتانيوم-1234 122 4 رباعي الزوايا
HgBa2CuO4 الزئبق-1201 94 1 رباعي الزوايا
HgBa2CaCu2O6 الزئبق-1212 128 2 رباعي الزوايا
HgBa2Ca2Cu3O8 الزئبق-1223 134 3 رباعي الزوايا

تحضير الموصلات فائقة التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة

إن أبسط طريقة لإعداد الموصلات الفائقة في درجات الحرارة العالية هي تفاعل كيميائي حراري ذو حالة صلبة يشتمل على الخلط الاحراق و التلبد. يتم خلط الكميات المناسبة من مساحيق المنتجات الاولية ، عادة الأكاسيد والكربونات ، تمامًا باستخدام مطحنة كروية.  تعتبر عمليات كيمياء المحاليل مثل الترسيب , التجفيد ،وطرق الجل الصخري هي طرق بديلة لإعداد خليط متجانس. يتم تحميص هذه المساحيق في نطاق درجة الحرارة من 800 درجة مئوية إلى 950 درجة مئوية لعدة ساعات. يتم تبريد المساحيق وتكرار احراقها مرة أخرى. تتكرر هذه العملية عدة مرات للحصول على مواد متجانسة. يتم ضغط المساحيق في وقت لاحق إلى الحبيبات ومتلبدة. تلعب بيئة التلبيد مثل درجة الحرارة ووقت التلدين والغلاف الجوي ومعدل التبريد دورًا مهمًا للغاية في الحصول على مواد فائقة التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة. يتم تحضير مركب YBa2Cu3O7−x عن طريق الاحراق وتلبيد خليط متجانس من أكسيد الإيتريوم (III) و كربونات الباريوم و أكسيد النحاس الثنائي في النسبة الذرية المناسبة. تتم عملية الاحتراق يتم  عند 900-950 درجة مئوية ، في حين يتم التلبيد عند 950 درجة مئوية في جو من الأكسجين. قياس الأكسجين في هذه المادة أمر بالغ الأهمية للحصول على مركب YBa2Cu3O7−x فائق التوصيل. في وقت التلبد ، يتم تشكيل مركب YBa2Cu3O6 رباعي الاضلاع ، والذي يتحول إلى موصل فائق YBa2Cu3O7 7 x في التبريد البطئ في وجود الاكسجين . امتصاص وفقد الاكسجين متعاكسين في YBa2Cu3O7−x. يمكن تحويل عينة YBa2Cu3O7−x معيني متعامد المحاور المؤكسجة بالكامل إلى رباعي الكبريت YBa2Cu3O6 عن طريق التسخين في فراغ عند درجة حرارة أعلى من 700 درجة مئوية.[25]

[34]يعتبر تحضير الموصلات فائقة التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة القائمة علي البزموت , التيتانيوم و الزئبق من الصعب مقارنة بـ الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم. تنشأ مشاكل هذه الموصلات الفائقة بسبب وجود ثلاث مراحل أو أكثر لها بنية طبقات متشابهة. وهكذا ، يحدث التداخل التركيبي والعيوب مثل أخطاء التكدس أثناء التصنيع ويصبح من الصعب عزل مرحلة التوصيل الفائق. بالنسبة إلى بزموت- الإسترونتيوم-كالسيوم – نحاس – أكسجين ، من السهل نسبيًا إعداد مرحلة بزموت-2223 (درجة مئوية ≈ 85 كلفن) ، في حين أنه من الصعب جدًا إعداد مرحلة واحدة من بزموت-2223 (درجة مئوية ≈ 110 كلفن). لا تظهر مرحلة بزموت -2212 إلا بعد ساعات قليلة من التلبيد عند 860-870 درجة مئوية ، لكن الجزء الأكبر من مرحلة بزموت-2223 يتشكل بعد وقت رد فعل طويل لأكثر من أسبوع عند 870 درجة مئوية. على الرغم من أنه تم العثور على استبدال الرصاص[28] في مركب باريوم – الاسترونيوم-كالسيوم-نحاس-أكسجين لتعزيز نمو مرحلة درجة الحرارة المترفعة، لا يزال هناك حاجة إلى وقت تلبد طويل.[34]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الخصائص

درجة الحرارة المرتفعة "لها تعريفان شائعان في سياق الموصلية الفائقة:

  1. فوق درجة حرارة 30 كلفن التي قداتخذت تاريخيا الحد الأعلى المسموح به بواسطة BCS نظرية (1957).[بحاجة لمصدر] هذا أيضًا أعلى من سجل عام 1973 وهو 23 كلفن والذي استمر حتى تم اكتشاف مواد أكسيد النحاس في عام 1986.
  2. وجود درجة حرارة انتقالية تشكل جزءًا أكبر من درجة حرارة فيرمي عنها في الموصلات الفائقة التقليدية مثل الزئبق الاولي أو الرصاص.[بحاجة لمصدر] يشمل هذا التعريف مجموعة واسعة من الموصلات الفائقة غير التقليدية ويستخدم في سياق النماذج النظرية.

قد يحتفظ بعض المؤلفين بلقب  ذات درجة الحرارة المرتفعة[بحاجة لمصدر] للمواد ذات درجة الحرارة الحرجة أكبر من درجة غليان النيتروجين السائل (77 كلفن أو -196 درجة مئوية). ومع ذلك ، فإن عددًا من المواد - بما في ذلك الاكتشاف الأصلي والموصلات الفائقة البنتيسيد المكتشفة حديثًا - كانت درجات الحرارة الحرجة أقل من 77 كلفن لكن يشار إليها عادةً في المنشور على أنها في  تصنيف درجة الحرارة  العالية.[35][36]

يمكن أن تستفيد التطبيقات التكنولوجية من ارتفاع درجة الحرارة الحرجة فوق درجة غليان النيتروجين السائل وأيضًا المجال المغنطيسي الحرج الأعلى (والكثافة الحالية الحرجة) حيث يتم تدمير الموصلية الفائقة. في التطبيقات المغناطيسية ، قد يكون المجال المغناطيسي الحرج عالي القيمة أكبر قيمة من ذات درجة الحرارة العالية تحتوي بعض الكوبات على مجال حرج علوي يبلغ حوالي 100 تسلا. ومع ذلك ، فإن مواد الكوبرات عبارة عن خزف  هش وتصنيعه مكلف جدا  ولا يمكن تحويله بسهولة إلى أسلاك أو أشكال أخرى مفيدة. أيضًا ، لا تشكل الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة المرتفعة مجالات فائقة التوصيل متصلة ، ولكن فقط مجموعات من المجالات الدقيقة التي تحدث فيها الموصلية الفائقة. وبالتالي ، فهي غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تيارات فائقة التوصيل الفعلية ، مثل مغناطيسات المطياف الرنيني المغناطيسي .. للحصول على محلول لهذا (المساحيق) ، ابحث عن اسلاك فائقة التوصيل.[37]

بعد عقدين من الأبحاث التجريبية والنظرية المكثفة ، مع أكثر من 100.000 ورقة منشورة حول هذا الموضوع [38]، تم تحديد العديد من الميزات الشائعة في خصائص الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة المرتفعة[5]. اعتبارا من 2011، لا توجد نظرية مقبولة على نطاق واسع تشرح خصائصها. بالنسبة إلى الموصلات الفائقة التقليدية ، مثل الزئبق الأولي أو الرصاص التي تم شرحها بشكل كاف من خلال نظرية BCS ، تظل الموصلات الفائقة الكوبراتية  (وغيرها من الموصلات الفائقة غير التقليدية) مميزة. كان هناك الكثير من النقاش حول الموصلية الفائقة في درجات الحرارة المرتفعة التي تتتلائم  مع الترتيب المغناطيسي في الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم[39] ، الموصلات الفائقةالمعتمدة علي الحديد ، عدة روثينوكراترات وغيرها من الموصلات الفائقة الغريبة ، ويستمر البحث عن عائلات أخرى من المواد. الموصلات فائقة التوصيل في درجة الحرارة المرتفعة  هي الموصلات الفائقة من النوع الثاني ، والتي تسمح المجالات المغناطيسية لاختراق الأجزاء الداخلية في وحدات وحدات قياس التدفق ، مما يعني أن الحقول المغناطيسية الأعلى مطلوبة لتثبيط لتوصيل الفائق  يعطي الهيكل الطبقي أيضًا اعتمادًا اتجاهيًا على استجابة المجال المغناطيسي.

كوبرات

رسم تخطيطي مبسط يعتمد على المنشطات لموصلات فائقة الكبريت لكل من محفزات الإلكترون (n) و محفزات ثقب (p). المراحل الموضحة هي المرحلة المضادة مضاد الانجذاب المغنطيسي (AF) بالقرب من انعدام المحفزات ، ومرحلة التوصيل الفائق حول المحفزات المثلى ، ومرحلة الثقب الكاذب. كما يتم عرض نطاقات المحفزات المحتملة لبعض المركبات الشائعة. بعد.[40]

تعتبر الموصلات الفائقة الكوبراتية عمومًا مواد شبه ثنائية الأبعاد مع تحديد خصائص الموصلية الفائقة عن طريق تحرك الإلكترونات داخل طبقات أكسيد النحاس (CuO2) المزدوجة الضعيفة. تعمل الطبقات المجاورة التي تحتوي على أيونات مثل اللانثانوم أو الباريوم أو سترونشيوم أو الذرات الأخرى على تثبيت الهيكل وتجاهل الإلكترونات أو الثقوب على طبقات أكسيد النحاس. إن المركبات "الاولية" أو "الأم" غير المموجة هي عوازل موت مع ترتيب مغنطيسي طويل المدى في درجة حرارة منخفضة كافية. تعتبر نماذج النطاق الأحادي عمومًا كافية لوصف الخصائص الإلكترونية

تعتمد الموصلات الفائقة الكوبراتية بهيكل بيروفيكاست. مستويات أكسيد النحاس عبارة عن شبكات مربعة ذات مربعات من أيونات الاكسجين مع أيون النحاس في وسط كل مربع. يتم تدوير خلية الوحدة بمقدار 45 درجة من هذه المربعات. تحتوي الصيغ الكيميائية للمواد فائقة التوصيل بشكل عام على أرقام كسرية لوصف المحفزات المطلوبة للموصلية الفائقة. هناك العديد من عائلات الموصلات الفائقة الكوبراتية ويمكن تصنيفها حسب العناصر التي تحتويها وعدد طبقات أكسيد النحاس المجاورة في كل كتلة من الموصلات الفائقة. على سبيل المثال ، يمكن بدلاً من ذلك الإشارة إلى الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم و البزموت السترونتيوم أكسيد النحاس والكالسيوم باسم ايترنيوم 123 و بزموت2201 / بزموت2212 / بزموت2223 اعتمادًا على عدد الطبقات في كل كتلة فائق التوصيل (n). تم العثور على درجة حرارة الانتقال الفائق التوصيل في ذروتها عند قيمة المنشطات الأمثل (p = 0.16) وعدد مثالي من الطبقات في كل كتلة فائق التوصيل ، عادةً n = 3.

لا تزال الآليات المحتملة للتوصيل الفائق في الكوبرات موضوع نقاش كبير ومزيد من البحث. تم تحديد جوانب معينة مشتركة بين جميع المواد[5]. تشير التشابهات بين حالة درجة الحرارة المنخفضة المضادة للمغناطيسية للمواد غير المحفزة والحالة الفائقة الموصلية التي تظهر عند التحفيز  ، وخاصة الحالة المدارية dx2-y2 لأيونات النحاس ، إلى أن تفاعلات الإلكترون الإلكتروني أكثر أهمية من تفاعلات الإلكترون-الفون في الكبريتات - جعل الموصلية الفائقة غير تقليدية. أظهرت الأعمال الحديثة على سطح فيرمي أن التعشيش يحدث عند أربع نقاط في منطقة Brillouin المضادة للمغناطيسية حيث توجد موجات الدوران وأن فجوة الطاقة الفائقة الموصلية أكبر في هذه النقاط. تتناقض تأثيرات النظير الضعيفة التي لوحظت في معظم الكوبرات  مع الموصلات الفائقة التقليدية التي توصفها نظرية BCS جيدًا.

أوجه التشابه والاختلاف في خواص الكبسولات المحفزة  ذات الفتحات والإلكترونات:

  • وجود مرحلة الثقب الكاذب يصل إلى المحفزات الأمثل على الأقل.
  • اتجاهات مختلفة في تمثيل  Uemura تتعلق درجة حرارة الانتقالية إلى الكثافة الزائدة. يبدو أن المربع العكسي لعمق الاختراق في لندن يتناسب مع درجة الحرارة الحرجة بالنسبة لعدد كبير من الموصلات الفائقة الكبريتية منخفضة الكوبرات ، ولكن ثابت التناسب يختلف عن الكوبرات المحفزة  ذات الفتحات والإلكترونات. يشير الاتجاه الخطي إلى أن فيزياء هذه المواد ثنائية الأبعاد بقوة.
  • خاصية عالمية على شكل ساعة رملية تقيس  دوران الاثارة في الكوبرات  باستخدام حيود نيوتروني غير مرن.
  • تأثير Nernst واضح في كل من مرحلتي التوصيل الفائق و مراحل الثقب الكاذب.
الشكل 1. سطح فيرمي أو البزموت السترونتيوم أكسيد النحاس والكالسيوم ذو الطبقة الثنائية ، محسوب (يسار) ويقاس بـ ARPES (يمين). يمثل المستطيل المتقطع أول منطقة Brillouin

الهيكل الإلكتروني للكوبرات فائقة التوصيل متباين الخواص (انظر الهيكل البلوري لـ الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم أو البزموت السترونتيوم أكسيد النحاس والكالسيوم(. لذلك ، فإن سطح  فيرمي من الموصلات فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة المرتفعة  قريب جدًا من سطح فيرمي لمستوي بيروكسيد النحاس المحفز (أو المستويات المتعددة ، في حالة الكوبرات متعددة الطبقات) ويمكن تقديمه على الفضاء المتبادل ثنائي الأبعاد (أو مساحة الزخم) من شبكة بيروكسيد النحاس . تم رسم سطح فيرميi النموذجي داخل منطقة Brillouin الأولى في بيروكسيد النحاس في الشكل 1 (يسار). يمكن اشتقاقها من حسابات بنية النطاق أو قياسها بواسطة التحليل الطيفي للضوء الزاوي (ARPES). يوضح الشكل 1 (يمين) سطح فيرمي لـ البزموت السترونتيوم أكسيد النحاس والكالسيوم المقاس بواسطة ARPES. في نطاق واسع من تركيز حامل الشحنة (مستوى المحفزات) ، حيث يكون فائئق التوصيل في درجة الحرارة المرتفعة  المحفز بالثقب موصل جيدًا ، يكون سطح فيرمي يشبه الثقب (أي مفتوح ، كما هو موضح في الشكل 1). وهذا يؤدي إلى تباين متأصل في المستوي من الخصائص الإلكترونية لل المواد فائقة التوصيل في  درجة الحرارة المرتفعة..

الموصلات الفائقة المعتمدة على الحديد

المقالة الرئيسية: الموصلات الفائقة المعتمدة على الحديد
مخططات مرحلة مبسطة تعتمد على المحفزات من الموصلات الفائقة المعتمدة علي  الحديد لكل من المواد لانثانيوم-1111 و بزموت-122. المراحل الموضحة هي مرحلة الموجة المضادة للمغناطيسية / كثافة الدوران (AF / SDW) بالقرب من المحفزات الصفرية ومرحلة التوصيل الفائق حول المحفزات المثلى. تم تحديد مخططات المرحلة لانثانيوم - 1111 لـ لانثانيوم[41] و ساماريوم[42] باستخدام التحليل الطيفي muon [43]، وتم تحديد مخطط المرحلة لـ سيريوم[44] باستخدام حيود النيوترون. يعتمد مخطط المرحلة بزموت - 122 عليه[45]

تحتوي الموصلات الفائقة المعتمدة علي الحديد على طبقات من الحديد والبنيكتوجين - مثل الزرنيخ أو الفسفور - أو مادة الكالكوجين. هذه هي الأسرة حاليًا ذات ثاني أعلى درجة حرارة حرجة، خلف الكوربات. بدأ الاهتمام في خصائص الموصلات الفائقة الخاصة بهم في عام 2006 باكتشاف الموصلية الفائقة في مركب ليثيوم فوسفات الحديد عند 4 كلفن[46] واكتسب اهتمامًا أكبر في عام 2008 بعد أن تم العثور على مادة [47]LaFeAs (O ، F) المماثلة في الموصلية الفائقة عند ضغط يصل إلى 43 كلفن. توجد أعلى درجات الحرارة الحرجة في عائلة الموصلات الفائقة المصنوعة من الحديد[48] في أفلام رقيقة من سيلينيد الحديد (II) ، حيث تم الإبلاغ عن درجة حرارة حرجة تتجاوز 100 كلفن[49][50][51] في عام [52]2014

منذ الاكتشافات الأصلية ظهرت عدة عائلات من الموصلات الفائقة المعتمدة على الحديد:

  • LnFeAs (O ، F) أو LnFeAsO1 − x (Ln = لانثانيد) [7]مع درجةمئوية حتى 56 كلفن ، المشار إليها باسم 1111 مادة. تم العثور على متغير الفلورايد من هذه المواد في وقت لاحق مع قيم درجات الحرارة المئوية مماثلة.[53]
  • (باريوم ، بوتاسيوم) زرنيخيد الحديد والمواد ذات الصلة مع أزواج من طبقات زرنيخيد الحديد ، ويشار إليها باسم مركبات 122. تتراوح قيم درجة الحرارة إلى 38 كلفن. هذه المواد أيضًا ذات موصل فائق عندما يتم استبدال الحديد بالكوبالت[54][55].
  • LiFeAs و NaFeAs مع Tc يصل إلى حوالي 20 K. هذه المواد فائقة التوصيل قريبة من التركيب الكيميائي المتماثل ويشار إليها باسم مركب [56]111.[57][58]
  • سيلنيوم الحديد مع القليل من محفزات العناصر المتفاعلة او المعادن اللامعة .[59]

تُظهر معظم الموصلات الفائقة غير المعتمدة علي الحديد والغير محفزة انتقالًا مرحليا رباعي الظواهر رباعي الانتقال يتبعه درجة حرارة منخفضة عن طريق ترتيب مغناطيسي ، على عكس الموصلات الفائقة كوبرات[44]. ومع ذلك ، فهي معادن رديئة بدلاً من عوازل موت ولها خمس بنية نطاقات على سطح فيرمي بدلاً من واحدة[60]. إن مخطط المرحلة الناشئة عند تحفيز طبقات الزرنيخيد الحديد مشابه بشكل ملحوظ ، مع اقتراب مرحلة التوصيل الفائق من الطور المغناطيسي أو تداخله. دليل قوي على أن قيمة درجة الحرارة تختلف مع زوايا النطاقات زرنيخ – حديد - زرنيخ قد ظهرت بالفعل وتُظهر أنه يتم الحصول على قيمة درجة الحرارة المثلى من خلال زرنيخ الحديد الرباعي غير المشوهة[61]. لا يزال تناقض دالة موجات الاقتران محل نقاش واسع النطاق ، لكن سيناريو الموجة الموجية مفضل حاليًا.

كبريتيد الهيدروجين

عند الضغط فوق 90 ​​جي بي أي (جيجا باسكال) ، يصبح كبريتيد الهيدروجين موصلًا معدنيًا للكهرباء. عند تبريده تحت درجة حرارة حرجة ، فإن هذه المرحلة ذات الضغط العالي تظهر الموصلية الفائقة. تزداد درجة الحرارة الحرجة مع الضغط ، الذي يتراوح من 23 كلفن في 100 جي بي أي إلى 150 كليو في 200 جي بي أي[62]. إذا تم ضغط كبريتيد الهيدروجين في درجات حرارة أعلى ، ثم تم تبريده ، فإن درجة الحرارة الحرجة تصل إلى 203 كلفن (-70 درجة مئوية) ، وهي أعلى درجة حرارة مقبولة فائقة التوصيل في عام 2015[10]. ومن المتوقع أن يتم استبدال جزء صغير من الكبريت بالفوسفور و باستخدام ضغوط أعلى ، قد يكون من الممكن رفع درجة الحرارة الحرجة إلى أكثر من 273 كلفن (0 درجة مئوية) وتحقيق الموصلية الفائقة في درجة حرارة الغرفة[63].

يشار إلى مواد أخرى أحيانًا باسم الموصلات الفائقة عالية الحرارة

يشار أحيانًا إلى ثنائي أكسيد المغنيزيوم بأنه موصل فائق درجة الحرارة العالية لأن قيمة درجة حرارته البالغة 39 كلفن أعلى من تلك المتوقعة تاريخياً للموصلات الفائقة BCS. ومع ذلك ، فإنه يعتبر بشكل عام أكثر الموصلات الفائقة التقليدية حاليًا ، و درجة حرارته المتزايدة الناتجة عن وجود نطاقين منفصلين على مستوى فيرمي.[64]

تُظهر مواد الفلوريد فائقة التوصيل ، حيث يتم تقريب ذرات الفلزات القلوية إلى جزيئات C60 ، وتظهر التوصيل الفائق في درجات حرارة تصل إلى 38 كلفن للـ Cs3C60.[65][66]

تعتبر بعض الموصلات الفائقة العضوية ومركبات فيرمون الثقيلة من الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية بسبب قيمةدرجة حرارتهاالمرتفعة بالنسبة لطاقة فيرمي الخاصة بها ، على الرغم من أن قيم درجة الحرارة تكون أقل من العديد من الموصلات الفائقة التقليدية.[بحاجة لمصدر] قد يرتبط هذا الوصف بشكل أفضل بالجوانب الشائعة لآلية التوصيل الفائق مقارنة بخصائص التوصيل الفائق.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

هيدروجين معدني

توقع العمل النظري الذي أجراه نيل آشكروفت في عام 1968 أن الهيدروجين المعدني الصلب عند الضغط العالي للغاية يجب أن يصبح موصلًا فائقًا عند درجة حرارة الغرفة تقريبًا بسبب سرعته العالية في الصوت والاقتران القوي المتوقع بين إلكترونات التوصيل والاهتزازات الشبكية. بالنسبة لعام 2016، لم يتم التحقق من هذا التنبؤ بشكل تجريبي.[67]

الخواص المغناطيسية

جميع الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة المرتفعة  المعروفة هي الموصلات الفائقة من النوع الثاني. على النقيض من الموصلات الفائقة من النوع الأول ، والتي تطرد جميع الحقول المغناطيسية بسبب تأثير ميسنر ، تسمح الموصلات الفائقة من النوع الثاني للمجالات المغناطيسية باختراق داخلها بوحدات التمويه ، مما يخلق "فتحات" أو "أنابيب" للمناطق المعدنية العادية في الجزء الأكبر الموصلة تسمى الدوامات. وبالتالي ، يمكن للموصلات الفائقة عالية الحفظ الحفاظ على المجالات المغناطيسية أعلى بكثير

بحث قائم

جدول الموصلات الفائقة. يتم عرض الموصلات الفائقة BCS كدوائر خضراء ، وكوبرات كألماس أزرق ، وموصلات فائقًا المعتمدة علي الحديد مثل المربعات الصفراء. (يجب أن يكون YBaCuO على 93 كلفن وفقًا للجدول أدناه.)

إن سؤال كيفية ظهور الموصلية الفائقة في الموصلات الفائقة عالية الحرارة هي واحدة من المشكلات الرئيسية التي لم يتم حلها لفيزياء المادة المكثفة النظرية. الآلية التي تجعل الإلكترونات في هذه البلورات تشكل أزواج غير معروفة. على الرغم من البحث المكثف والعديد من الدلائل الواعدة ، إلا أن التفسير قد استعصى حتى الآن على العلماء.أحد أسباب ذلك هو أن المواد المعنية هي بلورات معقدة للغاية ومتعددة الطبقات (على سبيل المثال ، البزموت السترونتيوم أكسيد النحاس والكالسيوم) ، مما يجعل من الصعب وضع النماذج النظرية.

يؤدي تحسين جودة وتنوع العينات أيضًا إلى إجراء أبحاث كبيرة ، بهدف تحسين الوصف للخصائص الفيزيائية للمركبات الموجودة ، وصناعة مواد جديدة ، على أمل زيادة درجة الحرارة في كثير من الأحيان. يركز البحث التكنولوجي على تصنيع مواد فائقة التوصيل في درجات حرارة مرتفعة بكميات كافية لجعل استخدامها قابلاً للتطبيق اقتصاديًا وتحسين خصائصه فيما يتعلق بالتطبيقات

آلية محتملة

هناك نظريان تمثيليان في الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة العالية أو غير التقليدية. أولاً ، تشير نظرية الاقتران الضعيفة إلى أن الموصلية الفائقة تظهر من تقلبات الدوران المغنطيسية المغناطيسية في نظام محفز[68] . وفقًا لهذه النظرية ، يجب أن يكون لوظيفة موجة الاقتران لـكوبرات فائق التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة تناسق dx2-y2. وبالتالي ، فإن تحديد ما إذا كانت وظيفة موجة الاقتران لها تناظر الموجة d أمر ضروري لاختبار آلية تقلب الدوران. أي إذا لم يكن لترتيب معامل فائق التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة (دالة موجات الاقتران) تناظر موجة d ، فيمكن استبعاد آلية الاقتران المتعلقة بتقلبات الدوران. (يمكن تقديم حجج مماثلة للموصلات الفائقة المعتمدة علي الحديد ولكن خواص المواد المختلفة تسمح بتناسق إقران مختلف.) ثانياً ، كان هناك نموذج اقتران بين الطبقات ، وفقًا لذلك ، يوجد هيكل ذو طبقات يتكون من الموصلات الفائقة من النوع BCS (تناظر الموجة s) يمكن أن تعزز الموصلية الفائقة في حد ذاته. من خلال إدخال تفاعل نفق إضافي بين كل طبقة[69] ، أوضح هذا النموذج بنجاح التماثل متباين الخواص لترتيب المعامل وكذلك ظهور فائق التوصيل مرتفع الحرارة. وبالتالي ، من أجل حل هذه المشكلة غير المستقرة ، كانت هناك العديد من التجارب مثل التحليل الطيفي للضوء ، والرنين المغناطيسي النووي ، وقياسات الحرارة المحددة ، وما إلى ذلك. كانت النتائج غامضة ، وأيدت بعض التقارير التماثل d لـ فائق التوصيل مرتفع الحرارة في حين أيد البعض الآخر تناظر. هذا الموقف الموحل ربما نشأ عن الطبيعة غير المباشرة للأدلة التجريبية ، وكذلك القضايا التجريبية مثل جودة العينة ، وتشتت الشوائب ، والتوأمة ، إلخ.

يقدم هذا الملخص افتراضًا ضمنيًا: يمكن معالجة الخواص فائقة التوصيل بواسطة نظرية المجال المتوسط. كما أنه يفشل في ذكر أنه بالإضافة إلى الفجوة الفائقة التوصيل، توجد فجوة ثانية ، الفجوة الزائفة. طبقات الكوبرات عازلة ، ويتم تحفيز الموصلات الفائقة مع شوائب الطبقة البينية لجعلها معدنية. يمكن تكبير درجة حرارة الانتقالية فائقة التوصيل عن طريق تغيير تركيز عامل الاشابة. أبسط مثال على ذلك هو La2CuO4 ، والذي يتكون من طبقات بيروكسيد النحاس و أكسيد لانثانوم البديلة التي تكون عازلة عندما تكون نقيّة. عندما يتم استبدال سترونشيوم بنسبة 8٪ من لانثانوم ، يكون الأخير بمثابة محفزات، مما يساهم في وجود ثقوب في طبقات بيروكسيد النحاس ، مما يجعل العينة معدنية. تعمل الشوائب سترونشيوم أيضًا كجسور إلكترونية ، مما يتيح الازدواج المتداخل. انطلاقًا من هذه الصورة ، تجادل بعض النظريات بأن التفاعل الأساسي للاقتران لا يزال هو التفاعل مع الفونونات ، كما هو الحال في الموصلات الفائقة التقليدية مع أزواج كوبر. في حين أن المواد غير المعالجة هي مضادات مغناطيسية ، حتى أن نسبة قليلة من المحفزات الغير نقية تقدم صورة كاذبة أصغر في مستويات بيروكسيد النحاس والتي تسببها الفونونات أيضًا. تتناقص الفجوة مع تزايد ناقلات الشحن ، ومع اقترابها من الفجوة الفائقة الموصلية ، تصل الفجوة إلى الحد الأقصى. يُقال إن السبب وراء ارتفاع درجة الحرارة الانتقالية يرجع إلى السلوك المتسارع للناقلات - تتبع الناقلات المسارات التعرجية المتسربة  ، إلى حد كبير في المجالات المعدنية في مستويات بيروكسيد النحاس ، إلى أن يتم حظرها بواسطة جدران مجال موجة الشحنة ، حيث استخدام الجسور المحفزة لعبور المجال المعدني مستويات بيروكسيد النحاس المجاورة. يتم الوصول إلى الحد الأقصى لدرجة حرارة الانتقال عندما يكون لدى الشبكة المضيفة قوى ضعيفة لثني السندات ، والتي تنتج تفاعلات قوية بين الإلكترون والفون عند المحفزات المتداخلة.[70]

تجربة مفرق دعم التماثل d

تأثير مايسنر أو مغنطيس مرفوع فوق الموصل الفائق (يبرد بواسطة النيتروجين السائل)

تم اقتراح تجربة تعتمد على تقدير التدفق لحلقة ثلاثية الحبوب من YBa2Cu3O7 (الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم) لاختبار تناظر ترتيب معامل فائق التوصيل في درجات حرارة مرتفعة. أفضل طريقة لتحقيق ترتيب المعامل الأمر هو واجهة الوصلة.[71] حيث أن أزواج كوبر تتقاطع عبر تقاطع جوسيفون أو وصلة ضعيفة. كان من المتوقع أن يحدث تدفق نصف متكامل ، أي أن مغنطة تلقائية لا يمكن أن تحدث إلا عند تقاطع الموصلات الفائقة d التناظرية. ولكن، حتى لو كانت تجربة الوصلة هي أقوى طريقة لتحديد تماثل ترتيب معامل فائق التوصيل في درجة الحرارة المرتفعة ، فإن النتائج كانت غامضة. ظن جون كيرتلي و شانج تسيو أن النتائج الغامضة جاءت من العيوب داخل فائق التوصيل في درجات الحرارة المرتفعة [72]، بحيث صمما تجربة حيث تم النظر في كل من الحد النظيف (بلا عيوب) والحد الأقصى للشوائب (العيوب القصوى) في وقت واحد. في التجربة ، لوحظ بوضوح أن المغنطة العفوية في الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم ، والتي دعمت التماثل d لترتيب المعامل في الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم. ولكن ، نظرًا لأن الإيتريوم أكسيد النحاس الباريومهو معيني متعامد المحاور ، فقد يكون بطبيعته مزيج من التماثل. لذلك ، من خلال ضبط أسلوبهم بشكل أكبر ، وجدوا أن هناك مزيج من التماثل s في الإيتريوم أكسيد النحاس الباريوم حوالي 3 ٪. أيضًا ، وجدوا أن هناك تناسق معاملات ترتيب dx2-y2 نقي[73] في Tl2Ba2CuO6 رباعي الزوايا[74]

شرح نوعي لآلية تقلب الدوران

المقالة الرئيسية: Resonating valence bond theory

على الرغم من كل هذه السنوات ، لا تزال آلية الموصلية الفائقة ذات درجة الحرارة المرتفعة ا مثيرة للجدل إلى حد كبير ، ويرجع ذلك في الغالب إلى الافتقار إلى الحسابات النظرية الدقيقة على مثل هذه النظم الإلكترونية شديدة التفاعل. ومع ذلك ، فإن الحسابات النظرية الأكثر صرامة ، بما في ذلك النهج الظواهر والرسم التخطيطي ، تتقارب مع التقلبات المغناطيسية كآلية الاقتران لهذه الأنظمة. التفسير النوعي هو كما يلي:

في الموصل الفائق ، لا يمكن حل تدفق الإلكترونات في إلكترونات فردية ، ولكن بدلاً من ذلك يتكون من عدة أزواج من الإلكترونات المرتبطة ، تسمى أزواج كوبر. في الموصلات الفائقة التقليدية ، تتشكل هذه الأزواج عندما يشتت الإلكترون الذي يتحرك عبر المادة الشبكة البلورية المحيطة ، والتي بدورها تجذب إلكترونًا آخر وتشكل زوجًا ملزماً. ويسمى هذا أحيانًا تأثير "قاع الماء". يتطلب كل زوج من كوبر  إزاحة حد أدنى معين من الطاقة ، وإذا كانت التقلبات الحرارية في الشبكة البلورية أصغر من هذه الطاقة ، يمكن للزوج أن يتدفق دون تبديد الطاقة. تؤدي قدرة الإلكترونات على التدفق دون مقاومة إلى الموصلية الفائقة.

في الموصل الفائق ذو درجة الحرارة المرتفعة ، تشبه الآلية الموصل الفائق التقليدي ، باستثناء ، في هذه الحالة ، لا تلعب الفونونات أي دور تقريبًا ويتم استبدال دورها بموجات كثيفة الدوران. مثلما أن جميع الموصلات الفائقة التقليدية المعروفة عبارة عن أنظمة صوتية قوية ، فإن جميع الموصلات الفائقة العالية المعروفة هي أنظمة موجية قوية الكثافة تدور داخل محيط قريب من انتقال مغناطيسي ، على سبيل المثال ، مغنطيس مضاد. عندما يتحرك الإلكترون في الموصل الفائق عالي درجة الحرارة ، فإن دورانه يخلق موجة تدور حوله. تؤدي موجة الكثافة الدورانية بدورها إلى سقوط إلكترون قريب في انخفاض الدوران الناتج عن الإلكترون الأول (تأثير قاع الماء مرة أخرى). وبالتالي ، مرة أخرى ، يتم تشكيل زوج كوبر. عندما يتم خفض درجة حرارة النظام ، يتم إنشاء المزيد من موجات كثافة الدوران وأزواج كوبر ، مما يؤدي في النهاية إلى الموصلية الفائقة. لاحظ أنه في الأنظمة عالية درجة الحرارة ، نظرًا لأن هذه الأنظمة عبارة عن أنظمة مغناطيسية بسبب تفاعل كولون ، هناك تنافر قوي كولون بين الإلكترونات. يمنع طرد كولون هذا الاقتران بين أزواج كوبر على نفس الموقع الشبكي. يحدث الاقتران بين الإلكترونات في مواقع الشبكة المجاورة المجاورة كنتيجة لذلك. هذا هو ما يسمى بإزدواج الموجة d ، حيث يكون لحالة الإقران عقدة (صفر) في الأصل.

أمثلة

المقالة الرئيسية: List of superconductors

من الأمثلة على الموصلات الفائقة عالية الكوبرات: La1.85Ba0.15CuO4 و YBCO ( الإيتريوم-الباريوم- أكسيد النحاس) ، والتي تشتهر بأنها أول مادة تم اكتشافها لتحقيق الموصلية الفائقة فوق نقطة غليان النيتروجين السائل.

درجات الحرارة الانتقالية من الموصلات الفائقة المعروفة (نقطة الغليان من النيتروجين السائل للمقارنة)
درجة الحرارة الانتقالية

(بالكلفين)

درجة الحرارة الانتقالية

(بالدرجات مئوية)

المادة الخام التصنيف
203 −70 H2S (at 150 GPa pressure)[10] Hydrogen-based superconductor
195 −78 Sublimation point of dry ice
184 −89.2 Lowest temperature recorded on Earth
145 −128 Boiling point of tetrafluoromethane
133 −140 HgBa2Ca2Cu3Ox(HBCCO) Copper-oxide superconductors
110 −163 Bi2Sr2Ca2Cu3O10(BSCCO)
93 −180 YBa2Cu3O7 (YBCO)
90 −183 Boiling point of liquid oxygen
77 −196 Boiling point of liquid nitrogen
55 −218 SmFeAs(O,F) Iron-based superconductors
41 −232 CeFeAs(O,F)
26 −247 LaFeAs(O,F)
20 −253 Boiling point of liquid hydrogen
18 −255 Nb3Sn Metallic low-temperature superconductors
10 −263 NbTi
9.2 −263.8 Nb
4.2 −268.8 Boiling point of liquid helium
4.2 −268.8 Hg (mercury) Metallic low-temperature superconductors

See also

References

  1. ^ Timmer, John (مايو 2011). "25 years on, the search for higher-temp superconductors continues". Ars Technica. Archived from the original on 4 مارس 2012. Retrieved 2 مارس 2012.
  2. ^ أ ب Saunders, P. J. Ford; G. A. (2005). The rise of the superconductors. Boca Raton, Fla.: CRC Press. ISBN 9780748407729.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Bednorz, J. G.; Müller, K. A. (1986). "Possible high TC superconductivity in the Ba-La-Cu-O system". Zeitschrift für Physik B. 64 (2): 189–193. Bibcode:1986ZPhyB..64..189B. doi:10.1007/BF01303701.
  4. ^ The Nobel Prize in Physics 1987: J. Georg Bednorz, K. Alex Müller Archived 19 سبتمبر 2008 at the Wayback Machine. Nobelprize.org. Retrieved 2012-04-19.
  5. ^ أ ب ت A. Leggett (2006). "What DO we know about high Tc?". Nature Physics. 2 (3): 134–136. Bibcode:2006NatPh...2..134L. doi:10.1038/nphys254.
  6. ^ Choi, Charles Q. Iron Exposed as High-Temperature Superconductor: Scientific American Archived 2 سبتمبر 2012 at the Wayback Machine. April 23, 2008. Retrieved 2012-04-19.
  7. ^ أ ب Ren, Zhi-An; Che, Guang-Can; Dong, Xiao-Li; Yang, Jie; Lu, Wei; Yi, Wei; Shen, Xiao-Li; Li, Zheng-Cai; Sun, Li-Ling; Zhou, Fang; Zhao, Zhong-Xian (2008). "Superconductivity and phase diagram in iron-based arsenic-oxides ReFeAsO1−δ (Re=rare-earth metal) without fluorine doping". EPL. 83 (1): 17002. arXiv:0804.2582. Bibcode:2008EL.....8317002R. doi:10.1209/0295-5075/83/17002.
  8. ^ Plakida, High Temperature Cuprate Superconductors, p. 480
  9. ^ Drozdov, A. P.; Eremets, M. I.; Troyan, I. A.; Ksenofontov, V.; Shylin, S. I. (2015). "Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system". Nature. 525 (7567): 73–6. arXiv:1506.08190. Bibcode:2015Natur.525...73D. doi:10.1038/nature14964. PMID 26280333.
  10. ^ أ ب ت Cartlidge, Edwin (18 أغسطس 2015). "Superconductivity record sparks wave of follow-up physics". Nature News. Archived from the original on 18 أغسطس 2015. Retrieved 18 أغسطس 2015.
  11. ^ Christoph Heil; Lilia Boeri (2015). "Influence of bonding on superconductivity in high-pressure hydrides". Phys Rev B. 92 (6): 060508. arXiv:1507.02522. Bibcode:2015PhRvB..92f0508H. doi:10.1103/PhysRevB.92.060508.
  12. ^ Mourachkine, A. (2004). Room-Temperature Superconductivity. pp. cond–mat/0606187. arXiv:cond-mat/0606187. Bibcode:2006cond.mat..6187M. ISBN 978-1-904602-27-9. {{cite book}}: |journal= ignored (help)
  13. ^ Nisbett, Alec (Producer) (1988). Superconductor: The race for the prize (Television Episode).
  14. ^ Stuart A Wolf & Vladimir Z Kresin, Eds, Novel Superconductivity, Springer (October, 1987)
  15. ^ Tanaka, Shoji (2001). "High temperature superconductivity: History and Outlook" (PDF). JSAP International. Archived (PDF) from the original on 16 أغسطس 2012. Retrieved 2 مارس 2012.
  16. ^ Anderson, Philip (1987). "The Resonating valence bond state in la-2CuO-4 and superconductivity". Science. 235 (4793): 1196–1198. Bibcode:1987Sci...235.1196A. doi:10.1126/science.235.4793.1196. PMID 17818979.
  17. ^ Bickers, N.E.; Scalapino, D. J.; Scalettar, R. T. (1987). "CDW and SDW mediated pairing interactions". Int. J. Mod. Phys. B. 1 (3n04): 687–695. Bibcode:1987IJMPB...1..687B. doi:10.1142/S0217979287001079.
  18. ^ Inui, Masahiko; Doniach, Sebastian; Hirschfeld, Peter J.; Ruckenstein, Andrei E.; Zhao, Z.; Yang, Q.; Ni, Y.; Liu, G. (1988). "Coexistence of antiferromagnetism and superconductivity in a mean-field theory of high-Tc superconductors". Phys. Rev. B. 37 (10): 5182–5185. Bibcode:1988PhRvB..37.5182D. doi:10.1103/PhysRevB.37.5182. PMID 9943697. Archived from the original on 3 يوليو 2013.
  19. ^ Gros, Claudius; Poilblanc, Didier; Rice, T. Maurice; Zhang, F. C. (1988). "Superconductivity in correlated wavefunctions". Physica C. 153–155: 543–548. Bibcode:1988PhyC..153..543G. doi:10.1016/0921-4534(88)90715-0.
  20. ^ Kotliar, Gabriel; Liu, Jialin (1988). "Superexchange mechanism and d-wave superconductivity". Physical Review B. 38 (7): 5182. Bibcode:1988PhRvB..38.5142K. doi:10.1103/PhysRevB.38.5142.
  21. ^ Schilling, A.; Cantoni, M.; Guo, J. D.; Ott, H. R. (1993). "Superconductivity in the Hg-Ba-Ca-Cu-O system". Nature. 363 (6424): 56–58. Bibcode:1993Natur.363...56S. doi:10.1038/363056a0.
  22. ^ Dalla Piazza, B.; Mourigal, M.; Christensen, N. B.; Nilsen, G. J.; Tregenna-Piggott, P.; Perring, T. G.; Enderle, M.; McMorrow, D. F.; Ivanov, D. A.; Rønnow, H. M. (2015). "Fractional excitations in the square-lattice quantum antiferromagnet". Nature Physics. 11 (1): 62–68. arXiv:1501.01767. Bibcode:2015NatPh..11...62D. doi:10.1038/nphys3172. PMC 4340518. PMID 25729400.
  23. ^ "How electrons split: New evidence of exotic behaviors". Nanowerk. École Polytechnique Fédérale de Lausanne. 23 ديسمبر 2014. Archived from the original on 23 ديسمبر 2014. Retrieved 23 ديسمبر 2014.
  24. ^ Hazen, R.; Finger, L.; Angel, R.; Prewitt, C.; Ross, N.; Mao, H.; Hadidiacos, C.; Hor, P.; Meng, R.; Chu, C. (1987). "Crystallographic description of phases in the Y-Ba-Cu-O superconductor". Physical Review B. 35 (13): 7238–7241. Bibcode:1987PhRvB..35.7238H. doi:10.1103/PhysRevB.35.7238. PMID 9941012.
  25. ^ أ ب Khare, Neeraj (2003). Handbook of High-Temperature Superconductor Electronics. CRC Press. ISBN 978-0-8247-0823-8.
  26. ^ Hermann, Allen M. and Yakhmi, J.V. eds. (1994) Thallium-Based High-Temperature Superconductors, Marcel Dekker
  27. ^ Hazen, R.; Prewitt, C.; Angel, R.; Ross, N.; Finger, L.; Hadidiacos, C.; Veblen, D.; Heaney, P.; Hor, P.; Meng, R.; Sun, Y.; Wang, Y.; Xue, Y.; Huang, Z.; Gao, L.; Bechtold, J.; Chu, C. (1988). "Superconductivity in the high-Tc Bi-Ca-Sr-Cu-O system: Phase identification". Physical Review Letters. 60 (12): 1174–1177. Bibcode:1988PhRvL..60.1174H. doi:10.1103/PhysRevLett.60.1174. PMID 10037960.
  28. ^ أ ب Tarascon, J.; McKinnon, W.; Barboux, P.; Hwang, D.; Bagley, B.; Greene, L.; Hull, G.; Lepage, Y.; Stoffel, N.; Giroud, M. (1988). "Preparation, structure, and properties of the superconducting compound series Bi2Sr2Can−1CunOy with n=1, 2, and 3" (PDF). Physical Review B. 38 (13): 8885–8892. Bibcode:1988PhRvB..38.8885T. doi:10.1103/PhysRevB.38.8885. PMID 9945668.
  29. ^ Sheng, Z. Z.; Hermann, A. M.; El Ali, A; Almasan, C; Estrada, J; Datta, T; Matson, R. J. (1988). "Superconductivity at 90 K in the Tl-Ba-Cu-O system". Physical Review Letters. 60 (10): 937–940. Bibcode:1988PhRvL..60..937S. doi:10.1103/PhysRevLett.60.937. PMID 10037895.
  30. ^ Sheng, Z. Z.; Hermann, A. M. (1988). "Superconductivity in the rare-earth-free Tl-Ba-Cu-O system above liquid-nitrogen temperature". Nature. 332 (6159): 55–58. Bibcode:1988Natur.332...55S. doi:10.1038/332055a0.
  31. ^ Putilin, S. N.; Antipov, E. V.; Chmaissem, O.; Marezio, M. (1993). "Superconductivity at 94 K in HgBa2Cu04+δ". Nature. 362 (6417): 226–228. Bibcode:1993Natur.362..226P. doi:10.1038/362226a0.
  32. ^ Schilling, A.; Cantoni, M.; Guo, J. D.; Ott, H. R. (1993). "Superconductivity above 130 K in the Hg–Ba–Ca–Cu–O system". Nature. 363 (6424): 56–58. Bibcode:1993Natur.363...56S. doi:10.1038/363056a0.
  33. ^ Chu, C. W.; Gao, L.; Chen, F.; Huang, Z. J.; Meng, R. L.; Xue, Y. Y. (1993). "Superconductivity above 150 K in HgBa2Ca2Cu3O8+δ at high pressures". Nature. 365 (6444): 323–325. Bibcode:1993Natur.365..323C. doi:10.1038/365323a0.
  34. ^ أ ب Tarascon, J.; McKinnon, W.; Barboux, P.; Hwang, D.; Bagley, B.; Greene, L.; Hull, G.; Lepage, Y.; Stoffel, N.; Giroud, M. (1988). "Preparation, structure, and properties of the superconducting compound series Bi2Sr2Can−1CunOy with n=1, 2, and 3" (PDF). Physical Review B. 38 (13): 8885–8892. Bibcode:1988PhRvB..38.8885T. doi:10.1103/PhysRevB.38.8885. PMID 9945668.
  35. ^ Graser, S.; Hirschfeld, P. J.; Kopp, T.; Gutser, R.; Andersen, B. M.; Mannhart, J. (27 يونيو 2010). "How grain boundaries limit supercurrents in high-temperature superconductors". Nature Physics. 6 (8): 609–614. arXiv:0912.4191. Bibcode:2010NatPh...6..609G. doi:10.1038/nphys1687.
  36. ^ M. Buchanan (2001). "Mind the pseudogap". Nature. 409 (6816): 8–11. doi:10.1038/35051238. PMID 11343081.
  37. ^ Sanna, S.; Allodi, G.; Concas, G.; Hillier, A.; Renzi, R. (2004). "Nanoscopic Coexistence of Magnetism and Superconductivity in YBa2Cu3O6+x Detected by Muon Spin Rotation". Physical Review Letters. 93 (20): 207001. arXiv:cond-mat/0403608. Bibcode:2004PhRvL..93t7001S. doi:10.1103/PhysRevLett.93.207001. PMID 15600957.
  38. ^ M. Buchanan (2001). "Mind the pseudogap". Nature. 409 (6816): 8–11. doi:10.1038/35051238. PMID 11343081.
  39. ^ Sanna, S.; Allodi, G.; Concas, G.; Hillier, A.; Renzi, R. (2004). "Nanoscopic Coexistence of Magnetism and Superconductivity in YBa2Cu3O6+x Detected by Muon Spin Rotation". Physical Review Letters. 93 (20): 207001. arXiv:cond-mat/0403608. Bibcode:2004PhRvL..93t7001S. doi:10.1103/PhysRevLett.93.207001. PMID 15600957.
  40. ^ C. Hartinger. "DFG FG 538 – Doping Dependence of Phase transitions and Ordering Phenomena in Cuprate Superconductors". Wmi.badw-muenchen.de. Archived from the original on 27 ديسمبر 2008. Retrieved 29 أكتوبر 2009.
  41. ^ Luetkens, H; Klauss, H. H.; Kraken, M; Litterst, F. J.; Dellmann, T; Klingeler, R; Hess, C; Khasanov, R; Amato, A; Baines, C; Kosmala, M; Schumann, O. J.; Braden, M; Hamann-Borrero, J; Leps, N; Kondrat, A; Behr, G; Werner, J; Büchner, B (2009). "Electronic phase diagram of the LaO1−xFxFeAs superconductor". Nature Materials. 8 (4): 305–9. arXiv:0806.3533. Bibcode:2009NatMa...8..305L. doi:10.1038/nmat2397. PMID 19234445.
  42. ^ Luetkens, H; Klauss, H. H.; Kraken, M; Litterst, F. J.; Dellmann, T; Klingeler, R; Hess, C; Khasanov, R; Amato, A; Baines, C; Kosmala, M; Schumann, O. J.; Braden, M; Hamann-Borrero, J; Leps, N; Kondrat, A; Behr, G; Werner, J; Büchner, B (2009). "Electronic phase diagram of the LaO1−xFxFeAs superconductor". Nature Materials. 8 (4): 305–9. arXiv:0806.3533. Bibcode:2009NatMa...8..305L. doi:10.1038/nmat2397. PMID 19234445.
  43. ^ Sanna, S.; De Renzi, R.; Lamura, G.; Ferdeghini, C.; Palenzona, A.; Putti, M.; Tropeano, M.; Shiroka, T. (2009). "Competition between magnetism and superconductivity at the phase boundary of doped SmFeAsO pnictides". Physical Review B. 80 (5): 052503. arXiv:0902.2156. Bibcode:2009PhRvB..80e2503S. doi:10.1103/PhysRevB.80.052503.
  44. ^ أ ب Kamihara, Y; Watanabe, T; Hirano, M; Hosono, H (2008). "Iron-Based Layered Superconductor La[O1−xFx]FeAs (x=0.05–0.12) with Tc =26 K". Journal of the American Chemical Society. 130 (11): 3296–3297. doi:10.1021/ja800073m. PMID 18293989.
  45. ^ Chu, Jiun-Haw; Analytis, James; Kucharczyk, Chris; Fisher, Ian (2009). "Determination of the phase diagram of the electron doped superconductor Ba(Fe1−xCox)2As2". Physical Review B. 79 (1): 014506. arXiv:0811.2463. Bibcode:2009PhRvB..79a4506C. doi:10.1103/PhysRevB.79.014506.
  46. ^ Kamihara, Y; Hiramatsu, H; Hirano, M; Kawamura, R; Yanagi, H; Kamiya, T; Hosono, H (2006). "Iron-Based Layered Superconductor: LaOFeP". Journal of the American Chemical Society. 128 (31): 10012–10013. doi:10.1021/ja063355c. PMID 16881620.
  47. ^ Takahashi, H; Igawa, K; Arii, K; Kamihara, Y; Hirano, M; Hosono, H (2008). "Superconductivity at 43 K in an iron-based layered compound LaO1-xFxFeAs". Nature. 453 (7193): 376–378. Bibcode:2008Natur.453..376T. doi:10.1038/nature06972. PMID 18432191.
  48. ^ Takahashi, H; Igawa, K; Arii, K; Kamihara, Y; Hirano, M; Hosono, H (2008). "Superconductivity at 43 K in an iron-based layered compound LaO1-xFxFeAs". Nature. 453 (7193): 376–378. Bibcode:2008Natur.453..376T. doi:10.1038/nature06972. PMID 18432191.
  49. ^ Wang, Qing-Yan; Li, Zhi; Zhang, Wen-Hao; Zhang, Zuo-Cheng; Zhang, Jin-Song; Li, Wei; Ding, Hao; Ou, Yun-Bo; Deng, Peng; Chang, Kai; Wen, Jing; Song, Can-Li; He, Ke; Jia, Jin-Feng; Ji, Shuai-Hua; Wang, Ya-Yu; Wang, Li-Li; Chen, Xi; Ma, Xu-Cun; Xue, Qi-Kun (2012). "Interface-Induced High-Temperature Superconductivity in Single Unit-Cell FeSe Films on SrTiO3". Chin. Phys. Lett. 29 (3): 037402. arXiv:1201.5694. Bibcode:2012ChPhL..29c7402W. doi:10.1088/0256-307X/29/3/037402.
  50. ^ He, Shaolong; He, Junfeng; Zhang, Wenhao; Zhao, Lin; Liu, Defa; Liu, Xu; Mou, Daixiang; Ou, Yun-Bo; Wang, Qing-Yan; Li, Zhi; Wang, Lili; Peng, Yingying; Liu, Yan; Chen, Chaoyu; Yu, Li; Liu, Guodong; Dong, Xiaoli; Zhang, Jun; Chen, Chuangtian; Xu, Zuyan; Chen, Xi; Ma, Xucun; Xue, Qikun; Zhou, X. J. (2013). "Phase diagram and electronic indication of high-temperature superconductivity at 65 K in single-layer FeSe films". Nat. Mater. 12 (7): 605–610. arXiv:1207.6823. Bibcode:2013NatMa..12..605H. doi:10.1038/NMAT3648. PMID 23708329.
  51. ^ He, Shaolong; He, Junfeng; Zhang, Wenhao; Zhao, Lin; Liu, Defa; Liu, Xu; Mou, Daixiang; Ou, Yun-Bo; Wang, Qing-Yan; Li, Zhi; Wang, Lili; Peng, Yingying; Liu, Yan; Chen, Chaoyu; Yu, Li; Liu, Guodong; Dong, Xiaoli; Zhang, Jun; Chen, Chuangtian; Xu, Zuyan; Chen, Xi; Ma, Xucun; Xue, Qikun; Zhou, X. J. (2013). "Phase diagram and electronic indication of high-temperature superconductivity at 65 K in single-layer FeSe films". Nat. Mater. 12 (7): 605–610. arXiv:1207.6823. Bibcode:2013NatMa..12..605H. doi:10.1038/NMAT3648. PMID 23708329.
  52. ^ Jian-Feng Ge; Liu; Gao; Qian; Xue; Liu; Jia (2014). "Superconductivity in single-layer films of FeSe with a transition temperature above 100 K". Nature Materials. 1406 (3): 285–9. arXiv:1406.3435. Bibcode:2015NatMa..14..285G. doi:10.1038/nmat4153. PMID 25419814. {{cite journal}}: Unknown parameter |displayauthors= ignored (|display-authors= suggested) (help)
  53. ^ Wu, G; Xie, Y L; Chen, H; Zhong, M; Liu, R H; Shi, B C; Li, Q J; Wang, X F; Wu, T; Yan, Y J; Ying, J J; Chen, X H (2009). "Superconductivity at 56 K in Samarium-doped SrFeAsF". Journal of Physics: Condensed Matter. 21 (3): 142203. arXiv:0811.0761. Bibcode:2009JPCM...21n2203W. doi:10.1088/0953-8984/21/14/142203. PMID 21825317.
  54. ^ Rotter, M; Tegel, M; Johrendt, D (2008). "Superconductivity at 38 K in the Iron Arsenide (Ba1−xKx)Fe2As2". Physical Review Letters. 101 (10): 107006. arXiv:0805.4630. Bibcode:2008PhRvL.101j7006R. doi:10.1103/PhysRevLett.101.107006. PMID 18851249.
  55. ^ Sasmal, K; Lv, B; Lorenz, B; Guloy, A. M.; Chen, F; Xue, Y. Y.; Chu, C. W. (2008). "Superconducting Fe-Based Compounds (A1−xSrx)Fe2As2 with A=K and Cs with Transition Temperatures up to 37 K". Physical Review Letters. 101 (10): 107007. arXiv:0806.1301. Bibcode:2008PhRvL.101j7007S. doi:10.1103/PhysRevLett.101.107007. PMID 18851250.
  56. ^ Pitcher, M. J.; Parker, D. R.; Adamson, P; Herkelrath, S. J.; Boothroyd, A. T.; Ibberson, R. M.; Brunelli, M; Clarke, S. J. (2008). "Structure and superconductivity of LiFeAs". Chemical Communications. 2008 (45): 5918–5920. arXiv:0807.2228. doi:10.1039/b813153h. PMID 19030538.
  57. ^ Hsu, F. C.; Luo, J. Y.; Yeh, K. W.; Chen, T. K.; Huang, T. W.; Wu, P. M.; Lee, Y. C.; Huang, Y. L.; Chu, Y. Y.; Yan, D. C.; Wu, M. K. (2008). "Superconductivity in the PbO-type structure α-FeSe". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (38): 14262–14264. Bibcode:2008PNAS..10514262H. doi:10.1073/pnas.0807325105. PMC 2531064. PMID 18776050.
  58. ^ Parker, D. R.; Pitcher, M. J.; Baker, P. J.; Franke, I; Lancaster, T; Blundell, S. J.; Clarke, S. J. (2009). "Structure, antiferromagnetism and superconductivity of the layered iron arsenide NaFeAs". Chemical Communications. 2009 (16): 2189–2191. arXiv:0810.3214. doi:10.1039/b818911k. PMID 19360189.
  59. ^ Hsu, F. C.; Luo, J. Y.; Yeh, K. W.; Chen, T. K.; Huang, T. W.; Wu, P. M.; Lee, Y. C.; Huang, Y. L.; Chu, Y. Y.; Yan, D. C.; Wu, M. K. (2008). "Superconductivity in the PbO-type structure α-FeSe". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (38): 14262–14264. Bibcode:2008PNAS..10514262H. doi:10.1073/pnas.0807325105. PMC 2531064. PMID 18776050.
  60. ^ Ge, Y. F.; Zhang, F.; Yao, Y. G. (2016). "First-principles demonstration of superconductivity at 280 K in hydrogen sulfide with low phosphorus substitution". Phys. Rev. B. 93 (22): 224513. arXiv:1507.08525. Bibcode:2016PhRvB..93v4513G. doi:10.1103/PhysRevB.93.224513. Archived from the original on 7 نوفمبر 2017.
  61. ^ Drozdov, A.; Eremets, M. I.; Troyan, I. A. (2014). "Conventional superconductivity at 190 K at high pressures". arXiv:1412.0460 [cond-mat.supr-con].
  62. ^ Drozdov, A.; Eremets, M. I.; Troyan, I. A. (2014). "Conventional superconductivity at 190 K at high pressures". arXiv:1412.0460 [cond-mat.supr-con].
  63. ^ Cartlidge, Edwin (18 أغسطس 2015). "Superconductivity record sparks wave of follow-up physics". Nature News. Archived from the original on 18 أغسطس 2015. Retrieved 18 أغسطس 2015.
  64. ^ Hebard, A. F.; Rosseinsky, M. J.; Haddon, R. C.; Murphy, D. W.; Glarum, S. H.; Palstra, T. T. M.; Ramirez, A. P.; Kortan, A. R. (1991). "Superconductivity at 18 K in potassium-doped C60" (PDF). Nature. 350 (6319): 600–601. Bibcode:1991Natur.350..600H. doi:10.1038/350600a0.
  65. ^ Hebard, A. F.; Rosseinsky, M. J.; Haddon, R. C.; Murphy, D. W.; Glarum, S. H.; Palstra, T. T. M.; Ramirez, A. P.; Kortan, A. R. (1991). "Superconductivity at 18 K in potassium-doped C60" (PDF). Nature. 350 (6319): 600–601. Bibcode:1991Natur.350..600H. doi:10.1038/350600a0.
  66. ^ Ganin, A. Y.; Takabayashi, Y; Khimyak, Y. Z.; Margadonna, S; Tamai, A; Rosseinsky, M. J.; Prassides, K (2008). "Bulk superconductivity at 38 K in a molecular system". Nature Materials. 7 (5): 367–71. Bibcode:2008NatMa...7..367G. doi:10.1038/nmat2179. PMID 18425134.
  67. ^ Ashcroft, N. W. (1968). "Metallic Hydrogen: A High-Temperature Superconductor?". Physical Review Letters. 21 (26): 1748–1749. Bibcode:1968PhRvL..21.1748A. doi:10.1103/PhysRevLett.21.1748.
  68. ^ Monthoux, P.; Balatsky, A.; Pines, D. (1992). "Weak-coupling theory of high-temperature superconductivity in the antiferromagnetically correlated copper oxides". Physical Review B. 46 (22): 14803–14817. Bibcode:1992PhRvB..4614803M. doi:10.1103/PhysRevB.46.14803.
  69. ^ Chakravarty, S; Sudbø, A; Anderson, P. W.; Strong, S (1993). "Interlayer Tunneling and Gap Anisotropy in High-Temperature Superconductors". Science. 261 (5119): 337–340. Bibcode:1993Sci...261..337C. doi:10.1126/science.261.5119.337. PMID 17836845.
  70. ^ Phillips, J. (2010). "Percolative theories of strongly disordered ceramic high-temperature superconductors". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 43 (4): 1307–10. Bibcode:2010PNAS..107.1307P. doi:10.1073/pnas.0913002107. PMC 2824359. PMID 20080578.
  71. ^ Geshkenbein, V.; Larkin, A.; Barone, A. (1987). "Vortices with half magnetic flux quanta in heavy-fermion superconductors". Physical Review B. 36 (1): 235–238. Bibcode:1987PhRvB..36..235G. doi:10.1103/PhysRevB.36.235. PMID 9942041.
  72. ^ Kirtley, J. R.; Tsuei, C. C.; Sun, J. Z.; Chi, C. C.; Yu-Jahnes, Lock See; Gupta, A.; Rupp, M.; Ketchen, M. B. (1995). "Symmetry of the order parameter in the high-Tc superconductor YBa2Cu3O7−δ". Nature. 373 (6511): 225–228. Bibcode:1995Natur.373..225K. doi:10.1038/373225a0.
  73. ^ Kirtley, J. R.; Tsuei, C. C.; Sun, J. Z.; Chi, C. C.; Yu-Jahnes, Lock See; Gupta, A.; Rupp, M.; Ketchen, M. B. (1995). "Symmetry of the order parameter in the high-Tc superconductor YBa2Cu3O7−δ". Nature. 373 (6511): 225–228. Bibcode:1995Natur.373..225K. doi:10.1038/373225a0.
  74. ^ Tsuei, C. C.; Kirtley, J. R.; Ren, Z. F.; Wang, J. H.; Raffy, H.; Li, Z. Z. (1997). "Pure dx2-y2 order-parameter symmetry in the tetragonal superconductor Tl2Ba2CuO6+δ". Nature. 387 (6632): 481–483. Bibcode:1997Natur.387..481T. doi:10.1038/387481a0.

External links

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=الموصلية_الفائقة_مرتفعة_الحرارة&oldid=2094773"