Высокотемпературный сверхпроводник

 

Использование: изобретение относится к области высокотемпературной сверхпроводимости, может быть использовано при создании перспективных линий электропередач и энергетических установок. Техническим результатом изобретения является повышение критической температуры сверхпроводящего перехода. Сущность изобретения: в качестве высокотемпературного сверхпроводника применен фосфид лития РLi3 повышенной плотности > 1,6 г/см3.

Изобретение относится к области высокотемпературной сверхпроводимости и может быть использовано при создании перспективных линий электропередач и энергетических установок.

Параметры известных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) на основе сверхпроводящих керамических материалов в настоящее время подошли к предельным значениям, и повышение их качественных характеристик за последние годы значительно замедлилось. Предлагаемый высокотемпературный сверхпроводник представляет новый класс сверхпроводников с предельными температурами сверхпроводящего перехода (Тс) вплоть до комнатных температур и не имеет общих признаков с известными.

В настоящее время высокотемпературная сверхпроводимость наиболее широко подтверждена в ВТСП-керамике, но ВТСП-керамика является существенно неоднородным сверхпроводником. То, что интересные явления нормальной проводимости и сверхпроводимости разыгрываются в купратных плоскостях ВТСП-керамики, с одной стороны, как раз и приводит к высоким значениям Тc, а с другой, создает значительные трудности. Уже первые эксперименты по измерению температурной зависимости магнитной восприимчивости показали [1], что переход по X начинается вблизи Тc, найденного по измерениям R(T) и, как правило, более растянут, чем резистивный, что свидетельствует о малости количества высокотемпературной фазы или большой глубине проникновения поля. Во многих работах указывается на анизотропию критических магнитных полей, гистерезисные явления при измерении кривой намагничивания [2]. В сочетании с большой ролью межгранульных контактов, анизотропией критических токов, вплоть до потери сверхпроводимости на длинном участке провода, это создает большие трудности для работ по прикладной сверхпроводимости.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается высокотемпературный сверхпроводник, отличающийся для повышения критической температуры сверхпроводящего перехода Тс тем, что представляет из себя фосфид лития PLi3 повышенной плотности > 1,6 г/см3. Фосфид лития PLi3 является малоизученным соединением, о нем имеются в основном устаревшие отрывочные сведения, но все-таки известно, что это недостаточно стойкий диэлектрик, поэтому основная нагрузка ложится на фазовые превращения фосфида лития. Поскольку доминирующим в соединении является сохранение энергетически устойчивой конфигурации с заполненной внешней p-оболочкой иона фосфора P3-, то под действием давления будет происходить ионизация 3s2 оболочки с переходом 3s2р6 _ 3sp6+e-, где e- - свободный электрон.

Подобного рода переходы характерны при образовании твердых тел и переходах полупроводник-металл элементов V группы, так для висмута в твердом теле характерен переход s2p3 _ sp3+e-.

В случае фазы высокого давления фосфида лития очевидно справедлив блоховский подход и можно рассматривать движение полярона большого радиуса в сплошной слабо поляризуемой (средний дипольный момент молекул Pe=0) диэлектрической среде. Но в этом случае биполярон практически не отличается от куперовской пары. Тогда физический механизм ВТСП можно представить следующим образом: формальная независимость и в уравнениях Элиашберга оказывается оправданной, т. к. достаточно сильное взаимодействие электронов с локализованными фононами не оказывает значительного обратного воздействия на кристаллическую решетку из-за слабой связи электронов с колебаниями решетки и внутримолекулярных колебаний с низкочастотными акустическими колебаниями тяжелых ионов.

В этой области условия полярона большого радиуса, где - параметр связи; ne - концентрация электронов на сложный ион; E - ширина исходной зоны; EB - энергия локализации полярона на узле решетки;
f(z) - функция, учитывающая тип кристаллической решетки,
модели поляронной сверхпроводимости [3] и сильной электрон-фононной связи [4] близки и для оценки Тe, при незначительном изменении частоты молекулярных колебаний в твердом теле можно записать:

где
где U - энергия связи ионов фосфора и лития;
m1, m2 - массы ионов;
R0 - длина химической связи, коэффициент C 1/2.

Эта оценка дает Тс500oC при одновременном достижении однородного характера сверхпроводимости, что значительно превышает параметры известных сверхпроводников. Следует обратить внимание, что здесь, как и в других случаях использования разных фазовых состояний вещества, само вещество, его химический состав не изменяются. Соотношение > 1,6 г/см3 может несущественно изменяться при смещении фазового соотношения в системе и под влиянием примесей.

Источники информации
[1] Chu C.W., Ног P.H., Meng R.L., Gao L., Huang Z.J., Wang Y.Q., Bechtold J. , Campbell D., Wu M.K., Ashburn J., Huang C.Y. // Preprint Hoisten University. USA. 1987.

[2] Maslov S.S., Pokrovsky V.L. // Europhys. Lett. 1991. V. 14. P. 591.

[3] A.C. Александров, А.Б. Кребс // УФН. 1992. Т. 162. N5. C.1.

[4] Г. М. Элиашберг. Взаимодействие электронов с колебаниями решетки в сверхпроводниках. ЖЭТФ 1960, 38, с. 976.


Формула изобретения

Применение фосфида лития PLi3 повышенной плотности > 1,6 г/см3 в качестве сверхпроводника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения сверхпроводящих материалов, в частности к способам получения изделий из высокотемпературных сверхпроводящих материалов (ВТСП), и может быть использовано для создания различного рода датчиков и счетчиков в сверхбыстродействующих ЭВМ, крио электронных приборах, детекторов СВЧ и др

Изобретение относится к области сверхпроводимости и может быть использовано при изготовлении приборов микроэлектроники, в частности СВЧ-приборов

Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводящих материалов, используемых при изготовлении приборов на сверхпроводниках

Изобретение относится к получению керамических составов и касается получения методом порошковой технологии высокотемпературной сверхпроводящей керамики

Изобретение относится к способу изготовления текстурированных тонких сверхпроводящих пленок YBa2Cu3O7- без переходного слоя на границе с подложкой из Y2Ba2,32 Cu1,68O7 и может быть использовано к микроэлектронике
Изобретение относится к приборостроению и касается изготовления приборов с использованием сверхпроводимости, которые находят применение в криотехнике, электротехнике, электронике

Изобретение относится к способам получения сверхпроводящего материала системы Bi-Sr-Ca-Cu(Li)-0 и может быть использовано в радиоэлектронной технике и энергетике при изготовлении керамических материалов с высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние

Изобретение относится к технологии производства высокотемпературных сверхпроводящих материалов, а именно пленок высокотемпературных свеpхпроводников (ВТСП) на основе Bi-Sr-Ca-Cu-O, которые могут быть использованы при изготовлении приборов электронной техники
Изобретение относится к технической сверхпроводимости, в частности к процессам синтеза прекурсоров высокотемпературных проводников, и может быть использовано для создания сверхпроводящей керамики и изделий на ее основе, как массивных изделий, так и композиционных длинномерных проводников с керамической сердцевиной (одножильных и многожильных) в металлической оболочке

Изобретение относится к высокотемпературным сверхпроводникам

Изобретение относится к магнитометрической технике космических аппаратов (КА) и других объектов и касается устройств для экранирования магнитометров от внутренних магнитных полей объектов, где установлены магнитометры

Изобретение относится к области нанесения покрытий, в том числе сверхпроводящих, и может быть использовано в машиностроении

Изобретение относится к области нанесения покрытий и может быть использовано в машиностроении

Изобретение относится к области высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) и, в частности, к способам производства высокотемпературных сверхпроводящих пленок и кабеля плазмохимическим осаждением из газовой фазы и может быть использовано в электроэнергетике, радиотехнике, электронной технике, системах связи и т

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в различных устройствах для экранирования объема от магнитного поля

Изобретение относится к области высокотемпературной сверхпроводимости

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве сверхпроводящего материала при изготовлении сверхпроводящих магнитных систем различного назначения для генерации постоянных магнитных полей, например, в термоядерных реакторах для удержания плазмы, ускорителях элементарных частиц, накопителях энергии и других устройствах

Изобретение относится к области высокотемпературной сверхпроводимости и может быть использовано при создании перспективных линий электропередач и энергетических установок

Наверх