En supraledare har förmåga att leda elektricitet utan elektriskt motstånd när kyls till dess kritiska temperatur nära absoluta nollpunkten . Resistens avser förmågan hos en substans att motstå passage av en elektrisk ström. Resistiviteten hos metalliska ledare minskar då temperaturen faller , men närvaron av orenheter i den molekylära gitterstruktur av metall gränser som minskar . En elektrisk ström som flyter genom en supratrådutan hinder kan röra sig på obestämd tid , som inte kräver någon strömkälla . Kristallgitterstruktur
Elektroner i rörelse bildar en elektrisk ström , men motståndet mot elektriskt flöde i en ledare resulterar i en värmeökning . Två faktorer som orsakar motstånd mot flödet av el omfattar föroreningar som hindrar elektronflödetgenom att orsaka kollisioner , och vibrationer till följd av den ökade uppvärmningen som orsakar atomerna att flytta runt i gitternätetoch kolliderar med rörliga elektroner .
< P > När supraledande material svalna till sina kritiska temperaturer , de tar på supraledande egenskaper i form av kristallina gitterstrukturersom består av återkommande basenheter . Dessa strukturer har ökad stabilitet eftersom elektron limning tillåter ett obegränsat flöde av ström .
Enligt BCS ( Bardeen Cooper Schreiffer ) Teori , super kyla bromsa molekylära vibrationer till den punkt där de rörliga elektronerna bilda par som resa genom gitterstrukturen , skapar lediga banor . Elektronpar efter längs vägen är fri , och denna ström kan fortsätta flyter på obestämd tid .
Typ 1
supraledare kategori innehåller metaller som visar en viss ledningsförmåga vid rumstemperatur men kräver kylningstemperaturerför att bromsa de molekylära vibrationer tillräckligt för att underlätta obehindrat elektronflöde . Deras struktur är sammansatt av rena metall- gitter , och deras kritiska temperaturer närmar sig den absoluta nollpunkten ( -459,67 grader Fahrenheit ) . Aluminium, bly , kvicksilver , tenn , titan , volfram och zink är typ en supraledare .
Typ 2
Dessa halvledare kallas hårda supraledare eftersom deras övergången från ett normaltillstånd till ett supraledande tillstånd är en gradvis en . Forskarna utvecklade dessa syntetiska ledare i laboratorier . Deras fackverkskonstruktionerär vanligen metallbaserade, inklusive vanadin , teknetium , niob , metallföreningar och legeringar . Deras erforderliga kritiska temperaturer är högre, i intervallet från -459,67 grader till ungefär -211,27 grader Fahrenheit. Inom detta område av kritiska temperaturer , forskare hitta mer praktiska tillämpningar för vetenskaplig och kommersiell användning .
Keramik och ekologiskt Supraledare
Keramiska material fungerar oftast som isolatorer , men high – högtemperatursupraledare är keramiska material med skikt av kopparoxidplacerade intermittent med lager som innehåller barium och andra material , som bildar gitterstrukturen typisk för supraledare . Den kritiska temperaturen av -234,67 grader Fahrenheit ger keramiska supraledare den fördelen att de kan drivas med flytande kväve kylning. Forskare har upptäckt ett problem med keramiska material , i det att de är svåra att forma till användbara former . Detta har försenat forskningen på obestämd tid.
Organiska ledare är material bestående av stora organiska molekyler som innehåller ett genomsnitt av 20 atomer. Denna kategori av molekylära supraledare inkluderar molekylära salter, polymerer och rena koldioxidsystem i gitter formationer . Addera