А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Ефект - надпровідність

Ефект надпровідності веде нас до температур нижче 4 К, а потреба в холодопроизводительности в одному агрегаті досягає мільйонів кілоджоулів на годину.

Практичне застосування ефекту надпровідності дуже заманливо, однак пов'язане з серйозними технічними труднощами. Крім труднощів чисто криогенного характеру (отримання та підтримання дуже низьких температур в надпровідних системах), існують і інші. В першу чергу необхідні матеріали з досить високими значеннями 1С, Нс і Тс. Деякий прогрес в цій області пов'язаний з використанням таких сполук і сплавів, як Nb3Sn, NbZn, NbZr, NbTi і деяких інших. Технологічні властивості цих матеріалів, на жаль, незадовільні, вони дуже крихкі і ламкі, що перешкоджає отриманню з них дроту.

Практичне застосування ефекту надпровідності дуже заманливо, однак пов'язане з серйозними технічними труднощами. Крім труднощів чисто криогенного характеру (отримання та підтримання дуже низьких температур в надпровідних системах), існують і інші. В першу чергу необхідні матеріали з досить високими значеннями /с, Яс і Тс. Деякий прогрес в цій області пов'язаний з використанням таких сполук і сплавів, як Nb3Sn, NbZn, NbZr, NbTi і деяких інших. Технологічні властивості цих матеріалів, на жаль, незадовільні, вони дуже крихкі і ламкі, що перешкоджає отриманню з них дроту.

Таким чином, ефект надпровідності виникає завдяки тяжінню, яка існує між деякими електронами. Ми говоримо деякі електрони не випадково. Справа в тому, що тяжіння відноситься тільки до частини електронів в металі, і, взагалі кажучи, до дуже невеликої їх частини. Конкретно йдеться про електрони, які можуть порушуватися і змінювати свої статки. Саме вони відповідальні за електропровідність металів, і лише тяжіння між цими електронами необхідно для виникнення надпровідності.

З часу відкриття ефекту надпровідності пройшло більше 50 років. За цей період була вивчена надпровідність багатьох металів і декількох сотень сплавів. Експериментально надпровідність напівпровідників виявлена тільки в 1964 р на з'єднанні GeTe78 і на титанаті стронцію SrTiO379 в якому надпровідність відзначена при концентраціях носіїв струму близько 101 їжак 3 в той час як у металів - при 1022 - 1033 см-3. для дослідження надпровідності в полупроводніках72 представляються великі можливості, де в дуже широких межах можуть варіюватися концентрація носіїв струму і характер їх взаємодії в твердому тілі.

Полімерні матеріали з ефектом надпровідності, або, як нам представляється технічно більш правильно вираженим, ефектом зниженого електричного опору при температурах 20 - 40 С дозволяють знизити втрати при розподілі і передачі електроене - гии, забезпечивши її значну економію, а також створити принципово нові електротехнічні прилади і пристрої, що використовують ефект надпровідності.

Для частинок діаметром 200 А переважає ефект надпровідності, що збільшує залишковий зсув Найта при зменшенні D. Однак для частинок з D 100 А домінуючим є квантовий розмірний ефект, який призводить до зникнення К (О) при D - Q. У проміжній області розмірів між 100 і 200 А залишковий зсув Найта майже не залежить від розміру частинок.

Теоретично обгрунтовано можливість здійснення на П.п. ефекту надпровідності.

Шріффером опублікована робота з теорії надпровідності, згідно з якою ефект надпровідності визначається наявністю сил межелектронного тяжіння. З підвищенням температури зростає роль хаотичного теплового руху, межелектронного тяжіння слабшає і при деякій (критичної) температурі речовина переходить з надпровідного в звичайний стан.
 Якими особливостями володіють напівпровідники, в яких може виникати ефект надпровідності.

Температурна залежність питомої теплоємності для нормального проводить і надпровідного станів. При температурі точки надпровідного переходу питома теплоємність різко змінюється. З позицій наближення Бозе-конденсації електронних пар можна, таким чином, пояснити ефект надпровідності освітою електронних пар, сумарний імпульс і спин яких дорівнюють нулю. якщо утворення подібних електронних пар можливо, то загальна енергія системи електронів в цьому випадку буде менше, ніж в звичайному провідному стані.

Існує критичне значення магнітної індукції (різне для різних металів), перевищення якого знімає ефект надпровідності.

Для техніки низьких температур досліджуються процеси теплообміну, в тому числі в установках з використанням ефекту надпровідності, наприклад в магнітах, що створюють дуже сильні поля.
  Пам'ять, яка функціонує при дуже низькій температурі, зазвичай при температурі рідкого гелію (близько 4К), ка основі ефектів надпровідності і тунелювання електронів.

Методом функціонального інтегрування досліджуються фермі - - системи з періодичною структурою (квантові фермі-кристали), простежено вплив поверхневих (Тамм вских) станів на ефект локалізованої надпровідності, розвинений варіаційний принцип для обчислення функції Гріна бозе-систем, застосування якого показують можливість порушення закону подібності на лінії фазового переходу в надтекучий стан.

Полімерні матеріали з ефектом надпровідності, або, як нам представляється технічно більш правильно вираженим, ефектом зниженого електричного опору при температурах 20 - 40 С дозволяють знизити втрати при розподілі і передачі електроене - гии, забезпечивши її значну економію, а також створити принципово нові електротехнічні прилади і пристрої, що використовують ефект надпровідності.

Для вимірювання рівня рідкого гелію широко використовуються рівнеміри, що використовують явище надпровідності. Ефект надпровідності полягає в тому, що при температурі металу нижче критичної Тк його опір стає нульовим.

При цьому все більшого поширення набувають резистори, виготовлені з надпровідних матеріалів. Внаслідок ефекту надпровідності занурена частина резистора має нульове опір і вихідний сигнал залежить лише від рівня зрідженого (при температурі меншій 20 До) газу і температури сухий (незануреному) частини резистора.

Надпровідність, яка є властивістю електронної системи металу, виявляється пов'язаної зі станом кристалічної решітки. Отже, виникнення ефекту надпровідності обумовлено взаємодією електронів з гратами кристала.

E /D-інвертор на основі InP МДП-транзистора. 1 - n - шар ( формується методом іонної імплантації. | Вольт-амперні характеристики тунельного переходу Джозефсона на постійному струмі. Стрілками показані напрямки зміни струму. Під час вимірювання опору свинцю (РЬ) і ніобію (Nb) при низьких температурах було виявлено, що в області від 7 2 К до 9 3 До опір зразків різко падає до нуля. Це явище було названо ефектом надпровідності. Температура, відповідна кордоні між надпровідним і нормальним проводять станом, Тс називається температурою надпровідного переходу, або критичною температурою.

У першому випадку (кріорезістівние кабелі) підвищення пропускної здатності досягається за рахунок значного зменшення активного опору мідних або алюмінієвих жив і, отже, джоулева втрат, що дозволяє збільшити струмові навантаження. У кабелях з рідким гелієм використовується ефект надпровідності. В даний час інтенсивно досліджується поведінка ізоляції, просоченої рідкими азотом і гелієм.

Структура сверхпроводящей полімерної молекули з бічними відгалуженнями. На кінцях перпендикулярних зв'язків розташовуються молекули речовин (типу діетілціанінйодіда), які під дією електричного поля будуть поляризуватися: коли електрон виявиться у одній з перпендикулярних зв'язків, на її найближчому кінці утворюється позитивний заряд. Отже, в полімерного ланцюга врзнікают пари електронів і має місце ефект надпровідності, розпад електронних пар відбувається при досить значній температурі.

Залежність питомого опору деяких металів від температури в області знижених температур. | Зміна питомої. Теоретичне пояснення явища надпровідності вдається дати тільки на основі квантово-механічних уявлень про процеси в твердих тілах. Явище надпровідності не знаходило практичного застосування протягом декількох десятиліть, так як існує деяке критичне значення магнітного поля, що руйнує ефект надпровідності, причому для чистих металів воно невелике. Як приклад на рис. 7 - 6 наведені температурні залежності критичного поля для свинцю і білого олова.

Здійснюється за допомогою пост, магнітів (принцип відштовхування), регульованих електромагнітів (принцип тяжіння) або електродінаміч. Ефект надпровідності в останній системі магнітного підвішування створюється за допомогою кріогенної техніки. Електромагніти розташовуються на трансп. Як тягових використовують лінійні електродвигуни.

Швидкодія кріотронів обмежується наявністю самоіндукції і появою вихрових струмів, що послаблюють явище надпровідності в міру наближення до центру перетину. Крім того, протікання струму по кріотрон в моменти, коли він має великий опір, призводить до його нагрівання. Підвищення температури може звести нанівець ефект надпровідності.

Розглядаючи порізно теплові коливання кристалічної решітки і руху обобществленних кристалом електронів, вдається коректно описати енергетичні стану твердого тіла. Однак при цьому з розгляду випадають ряд важливих ефектів, обумовлених взаємодією електронів і фононів. Ця взаємодія проявляється в поглинанні або випущенні електроном фонона (поглинання призводить, зокрема, до загасання в кристалах звукових хвиль); в розсіянні електрона на фононі, що слід розглядати як один з основних фізичних механізмів виникнення електричного опору в кристалі; в обміні фононами, що відбувається між парою електронів, що призводить до взаємного притягання електронів і обумовлює ефект надпровідності.

Той факт, що в стані надпровідності електричний опір падає до нуля, пояснити нескладно, однак незвичайність надпровідного стану не обмежується одним зникненням опору. У надпровідного стану відбувається безліч цікавих явищ. Отже, надпровідники можна розглядати як просто звичайні провідники, опір яких дорівнює нулю. В цьому розділі пояснення ефекту надпровідності дано на основі серйозного експериментального і теоретичного матеріалу.

У дванадцятій п'ятирічці буде демонтовано застаріле обладнання електростанцій потужністю 10 млн. Кіловат, модернізації піддасться обладнання потужністю 25 млн. Кіловат. Технічне переозброєння в енерго - і електромашинобудуванні буде направлено на підвищення надійності та ресурсу роботи машин і устаткування, зниження їх металоємності. Буде створюватися необхідний науково-технічний потенціал для виробництва електрообладнання на основі ефекту надпровідності, машин і апаратів для термоядерних електростанцій, а також для установок, що працюють на сонячній енергії.

Дуже характерні термодинамічні властивості надпровідників. Надпровідні електрони не беруть участь в перенесенні тепла, тому теплопровідність в надпровідного стану стає менше, ніж в нормальному. Надпровідників властива фононний природа теплопровідності, і в цьому сенсі вони поводяться як діелектрики. В основі теорії надпровідного стану лежить встановлений Купером факт про те, що вільні електрони утворюють пов'язані пари. Електронні пари мають властивості, що приводять до появи ефекту надпровідності.