Yüksek Sıcaklık Süper İletken Nedir?
Yüksek sıcaklıklı bir süper iletken (HTS), helyumun sıvı hal sıcaklığının üstünde süper iletken elektriksel özellikleri gösteren bir malzemedir. Bu sıcaklık aralığının yaklaşık -452 ° ila -454 ° Fahrenheit (-269 ° ila -270 ° Celsius) arasında süper iletkenlik için teorik limit olduğuna inanıldı. Ancak 1986'da ABD'li araştırmacılar Karl Muller ve Johannes Bednorz, bakır bazlı bir yüksek sıcaklık süper iletken bileşik grubu keşfetti. İtriyum baryum bakır oksit, YBCO7, lanthanum stronsiyum bakır oksit, LSCO ve cıva bakır oksit, HgCuO gibi değişiklikler, -256 ° Fahrenheit (-160 ° Celsius) kadar yüksek sıcaklıklarda süper iletkenlik sergilemiştir.
Muller ve Bednorz'in keşfi 1987'de Nobel Fizik Ödülü'nü her iki araştırmacıya da vermesine neden oldu, ancak alan gelişmeye devam etti. 2008 yılında devam eden çalışma, lantan oksit demir arsenik, LaOFeA'lar gibi demir ve arsenik elementlerine dayanan süper iletkenlik gösteren yeni bir bileşik sınıfı üretti. İlk önce Japonya'da bir malzeme bilimi araştırmacısı olan Hideo Hosono tarafından -366 ° Fahrenheit (-221 ° Celsius) sıcaklık aralığında yüksek sıcaklıkta bir süper iletken olarak gösterildi. Seryum, samaryum ve neodim gibi demirle karıştırılan diğer nadir elementler de süper iletken özellikler gösteren yeni bileşikler yarattı. 2009 yılı itibariyle yüksek sıcaklıkta bir süper iletken için rekor, talasyum, cıva, bakır, baryum, kalsiyum, stronsiyum ve oksijenden birleştirilmiş, -211 ° Fahrenheit'te (-135 ° Celsius) süper iletkenlik gösteren bir bileşikle elde edildi.
2011 yılı itibariyle yüksek sıcaklık süper iletken araştırma alanının odak noktası, daha iyi bileşiklerin malzeme bilimi mühendisliği olmuştur. Süper iletken malzemeler için -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius) sıcaklığa ulaşıldığında, sıvı nitrojen varlığında nitelikleri incelenmeye bırakılmıştır. Sıvı azot, birçok laboratuar ortamının ortak ve kararlı bir bileşeni olduğundan ve -320 ° Fahrenheit (-196 ° Santigrat) sıcaklığında bulunduğundan, yeni malzemelerin test edilmesini çok daha pratik ve yaygın hale getirmiştir.
Süper iletken teknolojinin geleneksel topluma faydası, hala oda sıcaklığına yakın çalışabilen malzemeler gerektirir. Süper iletkenler tam anlamıyla elektrik akışına direnç göstermediklerinden, akım süper iletken telden neredeyse süresiz olarak geçebilir. Bu, tüm elektriksel ihtiyaçlar için güç tüketimi oranlarını azaltır ve bu tür cihazları standart elektronik teknolojisine kıyasla çok hızlı yapar. Güçlü mıknatıslar uygun fiyatlı manyetik kaldırma trenleri, tıbbi uygulamalar ve füzyon enerjisi üretimi için uygun olacaktır. Aynı zamanda, bu tür süper iletken teknolojiler, işleme verilerinde 2011'de mevcut olanlara göre potansiyel olarak yüz milyon kat daha hızlı kuantum bilgisayarların geliştirilmesini içerebilir.