Süper İletkenlik Nedir

**Prof. Dr. Sinsi** · 07-28-2012

Raylara değmeden havada giden trenlerin,tıbbi tanı için magnetik rezonans görüntüleme sistemlerinin (MRI) ve yüksek enerji fiziğinde parçacık hızlandırıcının süper iletken elektromıknatısların oluşturduğu yüksek magnetik alanlara gereksinimleri vardır

Süper iletkenler elektrik akımına hiç bir direnç göstermezler

Hiç bir elektrik kaybı olmaz

Bütün metaller mutlak sıfır yakınında süper iletkendirler

Çeşitli metal ve alaşımlar nisbeten daha yüksek sıcaklıklarda (10-15 K) da süper iletkendir

Bu çok düşük sıcaklıklarda süper iletken elde etmek için,soğutucu olarak sıvı helyum (kn

4K) kullanılır

İsviçreli iki araştırıcı 1980 lerin ortalarında lantan,stronyum,bakır ve oksijenden yapılmış maddelerin,30 K de süper iletken haline geldiklerini gördü

Bu sıcaklık daha önce bilinen sıcaklıklardan daha yüksekti

Daha ilginç olanı,bu yeni maddenin bir metal değil seramik olmasıydı

Kısa zaman içinde başka yeni süper iletken seramikler keşfedildi

Bunlardan birini hazırlamak oldukça kolaydır

İtriyum oksit,Baryum karbonat ve Bakır(II)oksidin stokiyometrik karışımı oksijen gazı akımında ısıtıldığında yaklaşık YBa2Cu3Ox (x 7den biraz az) formülünde bir seramik elde edilir

YBCO adı verilen bu seramik, 92 K gibi oldukça yüksek sıcaklıklarda süper iletken haline gelir

92 K hala çok düşük bir sıcaklık olmasına karşın,helyumun kaynama noktasından oldukça yüksektir

Azotun kaynama noktasından (77K)da yüksek olduğundan,soğutucu olarak ucuz sıvı azot kullanılabilir

Seramik süper iletkenler yapı bakımından genel bir özellige sahiptirler

Bakır ve oksijen atomları birbirine düzlemsel tabakalar şeklinde bağlanmıştır

YBCO süper iletkenlerinde Cu-O düzlemleri birbirinden oldukça uzaktır

Cu-O düzlemleri sandviç şeklinde,birbirine yakın iki tabaka arasında 2A grubu iyonları yerleşmiştir

Yüksek sıcaklık süper iletkenliğinin tam olarak anlaşılmamasına karşın,uygulama çalışmaları başlamıştır

Örneğin,sıvı azot sıcaklıklarında süper iletken olan teller yapılmıştır

Seramik süper iletkenler kullanılarak duyarlı magnetik alan ölçümleri yapabilen cihazlar geliştirilmiştir

Sonuç olarak seramik süper iletkenler elektrik kaybı olmayan,ucuz elektrik aktarım şebekeleri yapmakta kullanılır

07-28-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Süper İletkenlik Nedir Raylara değmeden havada giden trenlerin,tıbbi tanı için magnetik rezonans görüntüleme sistemlerinin (MRI) ve yüksek enerji fiziğinde parçacık hızlandırıcının süper iletken elektromıknatısların oluşturduğu yüksek magnetik alanlara gereksinimleri vardırSüper iletkenler elektrik akımına hiç bir direnç göstermezlerHiç bir elektrik kaybı olmaz Bütün metaller mutlak sıfır yakınında süper iletkendirlerÇeşitli metal ve alaşımlar nisbeten daha yüksek sıcaklıklarda (10-15 K) da süper iletkendirBu çok düşük sıcaklıklarda süper iletken elde etmek için,soğutucu olarak sıvı helyum (kn4K) kullanılır İsviçreli iki araştırıcı 1980 lerin ortalarında lantan,stronyum,bakır ve oksijenden yapılmış maddelerin,30 K de süper iletken haline geldiklerini gördüBu sıcaklık daha önce bilinen sıcaklıklardan daha yüksektiDaha ilginç olanı,bu yeni maddenin bir metal değil seramik olmasıydıKısa zaman içinde başka yeni süper iletken seramikler keşfedildi Bunlardan birini hazırlamak oldukça kolaydırİtriyum oksit,Baryum karbonat ve Bakır(II)oksidin stokiyometrik karışımı oksijen gazı akımında ısıtıldığında yaklaşık YBa2Cu3Ox (x 7den biraz az) formülünde bir seramik elde edilirYBCO adı verilen bu seramik, 92 K gibi oldukça yüksek sıcaklıklarda süper iletken haline gelir92 K hala çok düşük bir sıcaklık olmasına karşın,helyumun kaynama noktasından oldukça yüksektirAzotun kaynama noktasından (77K)da yüksek olduğundan,soğutucu olarak ucuz sıvı azot kullanılabilir Seramik süper iletkenler yapı bakımından genel bir özellige sahiptirlerBakır ve oksijen atomları birbirine düzlemsel tabakalar şeklinde bağlanmıştırYBCO süper iletkenlerinde Cu-O düzlemleri birbirinden oldukça uzaktırCu-O düzlemleri sandviç şeklinde,birbirine yakın iki tabaka arasında 2A grubu iyonları yerleşmiştir Yüksek sıcaklık süper iletkenliğinin tam olarak anlaşılmamasına karşın,uygulama çalışmaları başlamıştırÖrneğin,sıvı azot sıcaklıklarında süper iletken olan teller yapılmıştırSeramik süper iletkenler kullanılarak duyarlı magnetik alan ölçümleri yapabilen cihazlar geliştirilmiştir Sonuç olarak seramik süper iletkenler elektrik kaybı olmayan,ucuz elektrik aktarım şebekeleri yapmakta kullanılır