หนึ่งศตวรรษนับจากการค้นพบตัวนำยิ่งยวด เรายังไม่ทราบวิธีการออกแบบตัวนำยิ่งยวดที่จะมีประโยชน์จริง ๆ ในชีวิตประจำวัน แม้ว่าคำกล่าวนี้จะดูไม่ค่อยดีนัก แต่ฉันก็ยังกระตือรือร้นที่จะค้นหาวัสดุตัวนำยิ่งยวดใหม่ๆ แม้ว่าการวิจัยของฉันเองในด้านนี้จะมีส่วนแบ่งของผลลัพธ์ที่เป็นโมฆะและผลที่ตามมา แต่ฉันก็เป็นเพื่อนที่ดีกับผู้นำที่แท้จริงในสาขานี้ การมองโลกในแง่ดีมีอยู่มากมาย และในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมา
ได้เห็นความหลงใหล
ครั้งใหม่ โดยนักวิจัยทั่วโลกต้องการทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาวิธีออกแบบวัสดุใหม่ที่เรารู้ล่วงหน้าว่าจะทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวด นั่นจะแตกต่างอย่างมากจากการค้นพบส่วนใหญ่ในเรื่องตัวนำยิ่งยวด ซึ่งมักเกิดขึ้นโดยบังเอิญ อันที่จริง ภารกิจหลัก คือการทำให้ก๊าซเหลว และหลังจากจัดการกับฮีเลียมเหลว
ได้ในปี 1908 เขาได้กำหนดให้ห้องทดลองของเขาทำงานเกี่ยวกับการศึกษาคุณสมบัติของโลหะที่อุณหภูมิต่ำ การเลือกตัวอย่างถือว่าโชคดี ใช้ปรอทเนื่องจากเป็นของเหลวที่อุณหภูมิแวดล้อม ดังนั้นจึงทำให้บริสุทธิ์ได้ง่าย การค้นพบความต้านทานที่ลดลงอย่างมากเมื่อเย็นลงถึง 4 K ซึ่งตอนนี้เราทราบแล้ว
ว่าเป็นอุณหภูมิวิกฤตT cเป็นเรื่องที่ไม่คาดคิดและบังเอิญ ในปีต่อๆ มา การเพิ่มอุณหภูมิวิกฤติทำได้โดยการทดสอบองค์ประกอบ โลหะผสม และสารประกอบอย่างเป็นระบบ ซึ่งนำประมาณปี 1950 ซึ่งในการทำเช่นนั้นกลายเป็นนักวิจัยคนแรกที่ค้นพบตัวนำยิ่งยวดประเภทใหม่ เริ่มต้นด้วย ตัวนำยิ่งยวด
ที่รู้จักเพียงอย่างเดียวคือองค์ประกอบ แต่ พบว่าตัวนำยิ่งยวดในองค์ประกอบต่างๆ สิ่งแรกสุดคือโคบอลต์ที่เป็นองค์ประกอบเฟอร์โรแมกเนติกรวมกับซิลิกอนเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสร้าง สิ่งที่เปลี่ยนเกมคือการค้นพบ นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่มหาวิทยาลัยชิคาโกในปี 1952 ของสารประกอบวานาเดียม-ซิลิกอน
ซึ่งเป็นสารประกอบชนิดแรกที่เรียกว่า ค.ตัวนำยิ่งยวด. นี่คือตัวนำยิ่งยวดประเภทใหม่ทั้งหมด รู้จักกันในชื่อ A15s (โครงสร้างผลึกเฉพาะของสูตรทางเคมี A 3 B โดยที่ A เป็นโลหะทรานซิชัน) และทำให้ค้นพบสารประกอบประเภทนี้มากกว่า 30 ชนิดพร้อมค่าต่างๆ ของT cที่สูงถึง 18 K ในกรณีการเพิ่มอุณหภูมิ
ของตัวนำ
ยิ่งยวดวิกฤตเป็นสิ่งที่สื่อให้ความสนใจมากที่สุด แต่นี่ไม่ใช่คุณสมบัติเดียวที่จะจัดอันดับตัวนำยิ่งยวดใหม่ เป็นตัวนำยิ่งยวดในตระกูลแรกที่รักษาความหนาแน่นกระแสวิกฤตสูงJcในที่ที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่มีกระแสไฟฟ้าทั้งหมด ในปี พ.ศ. 2506 ร่วมกับเพื่อนร่วมงาน
ได้พัฒนาสายไฟตัวนำยิ่งยวดในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรก โดยใช้โลหะผสมสุ่มของไนโอเบียม-ไททาเนียม ซึ่งเป็นวัสดุที่ค้นพบที่ห้องปฏิบัติการ ในสหราชอาณาจักร แม้ว่าโลหะผสมไนโอเบียม-ไททาเนียมจะแสดง ที่ต่ำกว่ากว่า A15s พวกเขาถูกเลือกสำหรับสายไฟเพราะสามารถดัดได้ เชื่อถือได้
และใช้งานได้จริงเกือบทั้งหมด รวมถึงเทคนิคทางการแพทย์ของการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก แม้จะมีความสำคัญของJ c สูง แต่ความ สำเร็จในด้านนี้กลับได้รับการยอมรับเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความก้าวหน้าในการเพิ่มT c แต่ในฐานะอดีตเจ้านายของผม จอห์น โรเวลล์ กล่าวในงานเลี้ยงเกษียณ
ของแจ็ค เวอร์นิค ผู้มีชื่อเสียงจากการค้นพบ A15 หลายลำว่า “ไฮ- ทีซีชนะรางวัลโนเบล Jcสูงช่วยชีวิต” ดังนั้นแม้ว่าการค้นหาครอบครัวใหม่ของTc ที่ สูงขึ้นตัวนำยิ่งยวดคือสิ่งที่ทำให้พาดหัวข่าว สิ่งที่สำคัญจริง ๆ เมื่อ พูดถึงการใช้งานคือค่าJc ที่สูง และคุณสมบัติทางกลที่ดีสำหรับการทำสายไฟ
ในปี พ.ศ. 2522 และคณะได้ค้นพบตัวนำยิ่งยวดในวัสดุที่มีแรร์เอิร์ธ (ธาตุที่มีออร์บิทัลอิเล็กตรอน 4f) หรือแอกทิไนด์ (ธาตุที่มีออร์บิทัลอิเล็กตรอน 5f) สารประกอบเหล่านี้เรียกว่า “เฟอร์มิออนหนัก” เนื่องจากมีสถานะเป็นพื้นต้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และที่อุณหภูมิต่ำ อิเล็กตรอนที่เดินทางจะประพฤติตัวราว
กับว่าพวกมันมีมวลมากกว่ามวลอิเล็กตรอนอิสระถึง 1,000 เท่า การค้นพบนี้มีความสำคัญเนื่องจากเฟอร์มิออนหนักเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ปรับค่าได้อย่างแท้จริงตัวแรก ผ่านการแข่งขันระหว่างตัวนำยิ่งยวดและลำดับแม่เหล็ก แต่สิ่งที่สำคัญยิ่งกว่านั้นก็คือตัวนำยิ่งยวดแบบ ไม่เป็นไปตามกฎ: เป็นครั้งแรกที่ทฤษฎี
ที่ยอดเยี่ยม
ของความเป็นตัวนำยิ่งยวดได้แสดงให้เห็นแล้วว่าพังทลายลง ทฤษฎี BCS อธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับจุลภาค ซึ่งเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนคู่ที่รู้จักกันในชื่อ “คู่คูเปอร์” ที่เดินทางรอบโครงตาข่ายคริสตัล และทฤษฎีส่วนนี้ยังคงแข็งแกร่งในตัวนำยิ่งยวดที่รู้จักทั้งหมด แต่กลไกระดับจุลทรรศน์
สำหรับตัวนำยิ่งยวดในตัวนำยิ่งยวดที่พบก่อนหน้านี้ทั้งหมดมีสาเหตุมาจาก BCS เนื่องจากการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและโฟนอน ซึ่งไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดการจับคู่อิเล็กตรอนในตัวนำยิ่งยวดแบบเฮฟเมียนเฟอร์เมียนใหม่ (รูปที่ 1) ก่อนที่จะมีการค้นพบเฟอร์มิออนหนัก เป็นที่ยอมรับกันว่า
อำนาจแม่เหล็กชนิดใดก็ตามจะเป็นอันตรายต่อตัวนำยิ่งยวด แต่ในตัวนำยิ่งยวดประเภทใหม่นี้ อำนาจแม่เหล็กดูเหมือนจะเป็นส่วนประกอบสำคัญของความแข็งแกร่งของตัวนำยิ่งยวด แง่มุมที่น่าตื่นเต้นอีกประการของชั้นนี้คือ ตัวนำยิ่งยวด ที่สูงกว่า โดยเฉพาะในซีรีส์ “115” ที่เริ่มต้นด้วยการค้นพบ
ไม่ได้ถูกค้นพบโดยความบังเอิญเพียงอย่างเดียว แต่ได้แรงผลักดันจากแนวทางที่เรียนรู้จากการแทนที่และแรงกดดันก่อนหน้าจำนวนมาก การศึกษา ชั้นเรียนใหม่โปรดดูที่ “การต่อต้านเป็นสิ่งที่ไร้ประโยชน์” ในหน้า 33 ฉบับพิมพ์) การค้นพบที่เปลี่ยนแปลงเหล่านี้อีกครั้ง อาศัยแนวทางที่รวบรวมโดยนักฟิสิกส์
ที่มีความคิดและมีความสามารถ แต่ความบังเอิญก็เป็นปัจจัยหนึ่ง แท้จริงแล้ว ฉันเชื่อว่าการค้นพบเฉพาะของระบบ ที่น่านับถือ แต่วัสดุที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านสูงขึ้นล่ะ? จากการทำงานอย่างหนักทั่วโลกโดยนักฟิสิกส์ที่มีพรสวรรค์หลายคน อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านในถ้วยแก้วถูกดันให้สูงถึง 135 K
แนะนำ 666slotclub.com
