40 ตัวอย่างของวัสดุตัวนำยิ่งยวด

วัสดุตัวนำยิ่งยวด

 วัสดุตัวนำยิ่งยวด พวกมันคืออุปกรณ์ที่ภายใต้เงื่อนไขบางประการมีความสามารถในการนำกระแสไฟฟ้าโดยไม่มีความต้านทานหรือการสูญเสียพลังงาน ตัวอย่างเช่น: ปรอท ลิเธียม ไททาเนียม แคดเมียม.

ความต้านทานของตัวนำยิ่งยวดไม่เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นใน คนขับรถ เช่นทองและเงินลดลงอย่างรวดเร็วถึงศูนย์เมื่อวัสดุเย็นลงต่ำกว่า อุณหภูมิ สำคัญ: กระแสไฟฟ้าที่ไหลเป็นเกลียวของลวดตัวนำยิ่งยวดสามารถหมุนเวียนได้เรื่อย ๆ โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ

การค้นพบตัวนำยิ่งยวด

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดเป็นปรากฏการณ์ที่เชื่อมโยงกับกลศาสตร์ควอนตัมและถูกค้นพบในปี 1911 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Heike Kamerlingh Onnes ผู้สังเกตว่าความต้านทานไฟฟ้าของปรอทหายไปเมื่อถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิ 4 เคลวิน (-269 ° C).

ตัวนำยิ่งยวดมักเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ แม้ว่าตัวนำจะสามารถทำได้ ทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวดก็จำเป็นที่กระแสหรือสนามแม่เหล็กจะต้องไม่เกิน นักวิจารณ์

ตัวนำยิ่งยวดตัวแรกที่ค้นพบทำงานที่อุณหภูมิวิกฤตประมาณ 250 ° C ต่ำกว่าศูนย์ ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงถูกค้นพบในปี 1980 ซึ่งมีอุณหภูมิวิกฤตประมาณ 179 องศาเซลเซียสต่ำกว่าศูนย์ สิ่งนี้ทำให้การศึกษาของ วัสดุ และยังเปิดประตูสู่การมีอยู่ของตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง

การจำแนกประเภทของวัสดุตัวนำยิ่งยวด

ถ้าสนามแม่เหล็กภายนอกที่อ่อนแรงถูกนำไปใช้กับตัวนำยิ่งยวด มันจะขับไล่มัน เมื่อสนามแม่เหล็กสูง วัสดุจะไม่เป็นตัวนำยิ่งยวดอีกต่อไป ฟิลด์วิกฤตนี้จะหยุดวัสดุจากการเป็นตัวนำยิ่งยวด

การจำแนกประเภทเพิ่มเติมที่ทำขึ้นเกี่ยวกับตัวนำเหล่านี้คือสิ่งที่แบ่งตามความสามารถในการป้องกันสนามแม่เหล็กภายนอกอย่างสมบูรณ์ ตัวนำยิ่งยวด Type I ป้องกันการแทรกซึมของสนามแม่เหล็กภายนอกอย่างสมบูรณ์ ในขณะที่ตัวนำยิ่งยวด ตัวนำยิ่งยวด Type II นั้นไม่สมบูรณ์ในแง่ที่ว่าพวกมันยอมให้สนามแม่เหล็กทะลุผ่านได้ ข้างใน.

การใช้และการประยุกต์ใช้วัสดุตัวนำยิ่งยวด

จนถึงปัจจุบัน ประโยชน์หลักของตัวนำยิ่งยวดคือการผลิตสนามแม่เหล็กที่แรงมากโดยไม่สูญเสียพลังงาน ดังนั้น พวกมันจึงมีการใช้งานในด้านการแพทย์ ในการสร้างเครื่องเร่งอนุภาคและการควบคุมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ และอื่นๆ การพัฒนาตัวนำยิ่งยวดยังทำให้สามารถก้าวหน้าในการศึกษาคอมพิวเตอร์ได้มากขึ้น หน่วยความจำที่เร็วขึ้นและสูงขึ้น รถไฟลอยแม่เหล็กความเร็วสูง และความเป็นไปได้ของ สร้าง พลังงานไฟฟ้า ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ ตัวนำยิ่งยวดยังใช้ในห้องปฏิบัติการของ ทางกายภาพ เพื่อวัตถุประสงค์ในการวิจัย เช่น ในการศึกษาด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิวเคลียร์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีความละเอียดสูง

วิธีการรับวัสดุตัวนำยิ่งยวด

การรับวัสดุตัวนำยิ่งยวดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในขณะนั้น ต่ำมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่มักใช้องค์ประกอบเช่นฮีเลียมหรือไนโตรเจน ของเหลว

ตัวอย่างวัสดุตัวนำยิ่งยวด