suprajohde onkykyä sähköä ilman sähkövastus kun se jäähdytetään sen kriittinen lämpötila lähellä absoluuttista nollapistettä . Resistance tarkoittaa kykyä aineen vastustaakulkuasähkövirtaa. Resistiivisyys metallisten johtimien pienenee, kun lämpötila laskee , muttaepäpuhtaudetmolekyyli hilan metallin rakenteen rajoja , jotka vähentävät . Kautta kulkeva sähkövirtasuprajohde lanka ilman esteitä voi liikkua loputtomiin , ei vaadi virtalähdettä . Kidehilarakenteen
Elektronit liikkeessä muodostavatsähkövirran , mutta vastustuskyky sähkö virtausjohtimen johtaalämmön lisäystä . Kaksi tekijää aiheuttavat vastustaa virtausta sähkö sisältävät epäpuhtauksia , jotka vaikeuttavat elektroni virtaus aiheuttaa törmäyksiä , ja värähtelyt , jotka johtuvat lisääntyneestä lämmitystä , jotka aiheuttavatatomien siirtää noin hilan verkkoon ja törmäävät liikkuvat elektronit .
< P > Kun suprajohde -aineiden jäähtyä kriittisiä lämpötiloja, he ottavat suprajohtavat ominaisuudetkiteistä hilarakenteiden koostuu toistuvia perusyksiköitä . Nämä rakenteet ovat lisääntynyt stabiilisuus , koska elektroni liimaus mahdollistaavapaan virran kulkua .
MukaanBCS ( Bardeen Cooper Schreiffer ) Theory ,erittäin kylmässä hidastaa molekyyli tärinää siihen pisteeseen, jossaliikkuvat elektronit muodostavat pareja, jotka kulkeahilarakenne , luoda vapautunut polkuja . Elektronipareja jälkeen pitkin polkua ovat esteettömiä , ja tämä virta voi jatkaa virtaa loputtomiin .
Type 1
suprajohde kategoria sisältää metalleja, jotka osoittavat joitakin johtavuus huoneenlämpötilassa, mutta vaativat alijäähdytyksellä lämpötiloja hidastaamolekyylien värähtelyt riittävästi helpottaa esteetöntä elektroni virtaus. Niiden rakenne koostuu puhtaasta metallisäleiden , ja niiden kriittiset lämpötilat lähestyvät absoluuttisen nollapisteen ( -459,67 celsiusta ) . Alumiini, lyijy , elohopea , tina , titaani, volframi ja sinkki ovat tyypin 1 suprajohteissa .
Tyypin 2
Nämä puolijohteet tunnetaan kovaa suprajohteet koska heidän siirtyminennormaalista tilasta suprajohtavuutta onvähittäinen . Tutkijat kehittivät nämä synteettiset johtimien laboratorioissa . Heidän hilarakenteiden ovat yleensä metalli – pohjainen , kuten vanadiinia , teknetium , niobiumin , metalliyhdisteitä ja seokset . Heidän tarvittava kriittinen lämpötila on korkeampi , aina -459,67 astetta noin -211,27 celsiusta . Tällä alueella kriittisten lämpötilojen , tutkijat löytää enemmän käytännön sovelluksia tieteen ja kaupalliseen käyttöön .
Keraamiset ja orgaaninen Suprajohteet
Keraamiset materiaalit toimivat yleensä eristeet , mutta korkea – lämpötilan suprajohteet ovat keraamisia materiaaleja kerroksittain kupari – oksidi erillään ajoittain kerroksittain sisältävät barium ja muita materiaaleja , jotka muodostavatkiderakenne tyypillinen suprajohteiden . Kriittinen lämpötila on -234,67 celsiusta antaa keraamiset suprajohteet se etu, että ne voivat toimia nestemäisellä typellä jäähdytys . Tutkijat ovat löytäneetongelma keramiikkaa , koska niitä on vaikea muotti hyödyllisiä muotoja. Tämä on viivästyttänyttutkimusta loputtomiin .
Orgaaniset johtimet ovat materiaalit, jotka koostuvat suuria orgaanisia molekyylejä, jotka sisältävätkeskimäärin 20 atomia . Tämä luokka molekyyli suprajohteiden sisältää molekyyli suolat , polymeerit ja puhdasta hiiltä järjestelmien ristikko kokoonpanoissa .