19-07-2023
Оксид иттрия-бария-меди (YBCO) | |
Общие | |
---|---|
Систематическое наименование | Оксид иттрия-бария-меди |
Хим. формула | YBa2Cu3O7−x |
Физические свойства | |
Состояние (ст. усл.) | твёрдое |
Молярная масса | 666.19 г/моль |
Плотность | 6.3 г/см³[1][2] |
Термические свойства | |
Температура плавления | >1000 °C °C |
Оксид иттрия-бария-меди (англ. Yttrium barium copper oxide), также известный как YBCO — это широко применяемый высокотемпературный сверхпроводник, известный тем, что он является первым полученным сверхпроводником с критической температурой больше 77 К. Его химическая формула — YBa2Cu3O7−x, а критическая температура Tк =93 К.
Рассматриваемый сверхпроводник был получен в 1987 году в Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH) Maw-Kuen Wu и Полом Чу (Paul Chu) в Университете Хьюстона.[3]
Получение этого материала означало возможность промышленного использования сверхпроводников, так как стало возможным использование для охлаждения сравнительно дешёвого жидкого азота.[4]
Исследования физиков из Университета Британской Колумбии (UBC) показали, что высокотемпературная сверхпроводимость, наблюдаемая в некоторых оксидах меди связана с так называемыми «некогерентными возбуждениями». Это первые исследования, в которых удалось непосредственно определить, в каких режимах электроны ведут себя как отдельные частицы, а в каких — как неразрывная многочастичная сущность. Этот успех стал возможен благодаря новым спектроскопическим технологиям и специально выращенным в университете сверхчистым кристаллам купратов. В нормальных условиях купраты являются изоляторами и не проводят электрический ток, однако если из них удалить часть электронов (или, как говорят, легировать дырками), то при охлаждении они переходят в сверхпроводящее состояние. Оптимальным называется легирование, для которого сверхпроводящая фаза достигается при максимальной температуре. Выделяют также недолегированные и перелегированные образцы.
Одним из центральных вопросов в понимании механизмов высокотемпературной сверхпроводимости является вопрос о том, как ведут себя электроны в сверхпроводящей фазе. Существует две теории: в первой электроны представляют собой отдельные хорошо различимые квазичастицы ферми-жидкости, во второй — электроны настолько сильно связаны друг с другом, что отдельные частицы не различимы, это так называемый сильно-коррелированный диэлектрик Мотта. Удалось показать, что в перелегированном состоянии электроны ведут себя как ферми-жидкость, состоящая из отдельных квазичастиц, но при переходе к недолегированному состоянию быстро становятся неразличимыми.[5]
Свойства материала зависят от метода получения образца[6].
Критическая температура (температура при которой наблюдается эффект сверхпроводимости)
Критическая индукция (поле, при котором разрушается сверхпроводящее состояние)
Критическая плотность тока (ток, при котором разрушается сверхпроводящее состояние)
Некоторые химические и физические свойства
Первый образец YBCO был получен при температуре 1000—1300 К в результате следующей химической реакции:
|
|
---|---|
Ацетат иттрия (Y(CH3COO)3) • Ацетилацетонат иттрия (Y(С5H7O2)3) • Борид иттрия (YB6) • Бромид иттрия (YBr3) • Гидроксид иттрия (Y(OH)3) • Гликолят иттрия (Y(С2H3O3)3) • Иодид иттрия (YI3) • Карбид иттрия (YC2) • Карбонат иттрия (Y2(CO3)3) • Нитрат иттрия (Y(NO3)3) • Оксид иттрия-бария-меди (YBa2Cu3O7−x) • Оксид иттрия (Y2O3) • Оксифторид иттрия (YOF) • Силикат иттрия (YSi2) • Сульфат иттрия (Y2(SO4)3) • Сульфид иттрия (Y2S3) • Фосфат иттрия (YPO4) • Фосфид иттрия (YP) • Фторид иттрия (YF3) Хлорид иттрия (YCl3) |
Оксид иттрия-бария-меди.