تحقیق در مورد آشنایی با ابررسانه

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 23
فهرست مطالب:

1-1 مقدمه

1-2 ساختار بلوری سیستم بیسموت(BSCCO)

1-3 مفهوم ابررسانایی

1-3-1 دمای گذار

1-3-2 معادلات لندن، عمق نفوذ و جریان های پوششی

1-3-3 اثر مایسنو

1-3-4 نظریه BCS :

1-3-5 اندرکنش الکترون – فونون:

1-3-6 ترمودینامیک ابررسانایی

1-3-7 انرژی آزاد ابررسانایی

1-3-8 آنتروپی در حالت ابررسانایی

1-4 اندرکنش الکترون- فونون، تئوری BCS

ساخت ابررساناهای گرم

2-2 روش کلوخه ای

2-2-1 روش واکنش حالت جامد

مرحله (الف) تهیه پودر همگن

مرحله (ب)، تکلیس

مرحله (ج) کلوخه سازی:

مرحله (د) اکسیژن دهی

مقدمه

در سال 1911، کامرلینگ اونس[1] هنگام کار کردن در آزمایشگاه دمای پایین خود کشف کرد که در دمای چند درجه بالای صفر مطلق، k 2/4، جریان الکتریسیته می تواند بدون هیچ اتلاف اختلاف پتانسیل در فلز جیوه جریان پیدا کند. او این واقعه منحصر به فرد را ابررسانایی[2] نامید. کامرینگ در سخنرانی نوبل سال 1913 گزارش داد که حالت ابررسانایی می تواند به وسیله اعمال میدان مغناطیسی به اندازه کافی بزرگ از بین رود.

در حالی که یک جریان القاء شده در یک حلقه بسته ابررسانا به مدت زمان فوق العاده زیادی باقی می ماند و از بین نمی رود. او این رخداد را به طور عملی با آغاز یک جریان ابررسانی در یک سیم پیچ در آزمایشگاه لیدن و سپس حمل سیم پیچ همراه با سرد کننده‌ای که آن را سرد نگه می‌داشت، به دانشگاه کمنویج به عموم نشان داد. بعد از کشف، ابررسانایی در بیش از یک هزار فلز، آلیاژ، ترکیبات و حتی شبه رساناها یافت شد. [1]، اما هیچ نظریه ای برای توضیح ابررسانایی در طول 46 سال بعد از کشف ارائه نگردید. اولین دلیل آن می تواند این باشد که جامعه فیزیک تا حدود 20 سال مبانی علمی لازم برای ارائه راه حل برای این مساله را نداشت: تئوری کوانتم فلزات معمولی. دوم این که تا سال 1933، هیچ آزمایش اساسی در این زمینه انجام نشد.

در این سال مایسنو و اوشنفلو گفتند که یک ابررسانا نه تنها در برابر عبور جریان مقاومت صفر دارد،بلکه به‌طور هم‌زمان‌ خاصیت دیامغناطیس‌نیز از خود نشان می‌دهد.در سال1934، گورتر و کایسیمیر[3] مدل دو مشاوره‌ای را ارائه دادند.

طبق این مدل ابررسانا از دو نوع الکترون آزاد تشکیل شده:1- ابرالکترون (n2) 2- الکترون‌های معمولی(nn)با افزایش دما از صفر تا Tc چگالی الکترون‌های ابررسانشی کاهش و به چگالی الکترون‌های معمولی اضافه می شود و در دمای انتقال تمام الکترون ها به صورت الکترون های معمولی در می آیند.

سوم اینکه، وقتی مبانی علمی لازم بدست آمد، به زودی واضح شد که انرژی مشخصه وابسته به تشکیل ابررسانایی بسیار کوچک می باشد، حدود یک میلیونیم انرژی الکترونی مشخصه حالت عادی، بنابراین نظریه پردازان توجه شان را به توسعه یک تفسیر رویدادی از جریان ابررسانایی جلب کردند. این مسیر را لاندئو[4] رهبری می کرد. کسی که در سال 1953 به همراه گینزبرگ[5] یک تئوری پدیده شناختی را مطرح کردند و یک سری معادلات را فرمول بندی کردند، اما هرگز نتوانستند علت رخ دادن این پدیده را توضیح دهند.[2]

یک کلید راهنما در سال 1950 میلادی بدست آمد، وقتی که محققان در دانشگاه روتگزر کشف کردند که دمای انتقال به حالت ابررسانایی سرب با عکس M ارتباط دارد. M.M جرم ایزوتوپ سرب است. از آنجا که انرژی الرزشی شبکه همان بستگی را با M  دارد، کوانتای پایه آنها، فونون ها، باید نقشی در ظهور حالت ابررسانایی داشته باشند. سرانجام در سال 1957، سه فیزیک دان به نام‌های باردین، کوپر و شیرفر[6] نظریه میکروسکوپی خود را ارائه کردند که بعدا به نام تئوری BCS شناخته شد.

در سال 1965 نقش فونونها در دمای گذار ابررسانایی در اثر ایزوتوپ تاییدی بر نظریه BCS بود. همچنین کوانتش شار و جریان تونلی شاهدان دیگری بر باور این نظریه بودند.