Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Января 2013 в 18:44, курсовая работа
Открытие в 1986 г. высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) на основе оксидов меди с температурой перехода в сверхпроводящее состояние большей, чем температура дешевого, нетоксичного и доступного жидкого азота (77 К), ознаменовало качественный скачок в разработке и применении новых технических проводников, устройств передачи, превращения и сохранения энергии.
Введение...............................................................................................................................3
1. Открытие сверхпроводимости. Прогресс и прогнозы применения сверхпроводимости.........................................................................4
1.1 Открытие сверхпроводимости....................................................................................4
1.2 Прогресс и прогнозы применения сверхпроводимости...........................................7
2. Физические основы сверхпроводимости................................................12
2.1 Критическое поле.......................................................................................................12
2.2 Разрушение сверхпроводимости током. Промежуточное состояние...................13
2.3 Изотопический эффект. Электрон-фононное взаимодействие. Куперовские пары...................................................................................................................................14
2.4 Длина проникновения и длина когерентности.......................................................15
2.5 Магнитные свойства сверхпроводников I рода......................................................18
2.6 Джозефсоновские эффекты.......................................................................................20
3. Высокотемпературные сверхпроводники.............................26
3.1 Общие замечания о сверхпроводниках II рода.......................................................26
3.2 Длина когерентности и анизотропия высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП)..............................................................................................................................28
3.3 Вихревая структура ВТСП и пиннинг магнитного потока....................................31
3.4 Взаимодействие флюксоидов с центрами пиннинга..............................................35
3.5 Слабые связи Джозефсоновского типа....................................................................36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................................38
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................49
5. Интеркристаллитный (или бикристаллитный) переход, типичный для высокотемпературных сверхпроводников. Вследствие сверхмалой длины когерентности в ВТСП ( 1 нм) дефекты в их кристаллической структуре могут действовать как слабые связи. Хорошо контролируемые дефекты могут быть созданы между двумя областями эпитаксиальной высокотемпературной пленки с различной ориентацией кристаллов (интеркристаллитных границ). Плотность критического тока такой слабой связи можно изменять, варьируя угол разориентацин между двумя кристаллитами.
ВТСП-Джозефсоновские переходы (ДП) также могут быть классифицированы в рамках следующих трех классов:
- переходы без интерфейсов, в
которых слабые связи
- переходы с присущими
- переходы с внешними
С точки зрения проблемы дефектности и прочности материалов основной интерес представляют последние два класса Джозефсоновских переходов. ВТСП ДП с внешними интерфейсами изготавливаются по пленочной технологии и представляют собой многослойные структуры (гетероструктуры) с прямолинейными и наклонными поверхностями раздела. Существуют различные технологические возможности для увеличения сверхпроводящих свойств таких систем. Например, избыточное легирование кальцием интеркристаллитных границ в многослойных структурах и сверхрешетках YBCO позволяет существенно повысить Jс при всех температурах вплоть до Тс, а также в магнитных полях до 3 Тл.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Следует заключить, что уже из весьма узкого спектра вопросов, рассмотренных в данной работе можно заключить, что высокотемпературная сверхпроводимость является довольно сложным, ещё не до конца изученным явлением. Тем не менее, современный технологический уровень эксперимента позволяет получить ответы на многие вопросы и высказать вполне обоснованные предположения о природе явлений в ВТСП. Изложенный выше материал является основным, как для общего понимания явления сверхпроводимости, так и для постановки вопросов, которые необходимо решить для дальнейшего прогресса в данной области. Такими вопросами являются, например, получение механически более прочных сверхпроводящих материалов, материалов, способных выдерживать высокие значения токов, магнитных полей, естественно при максимально возможной температуре. Помимо этих очевидных проблем перед учёными, например, стоит задача активизации пиннинга магнитного потока с целью уменьшения движение вихрей, разрушающих сверхпроводимость
Важным пунктом данной работы также является рассмотрение фундаментальной темы Джозефсоновских явлений, которые уже сейчас применяются в различных устройствах (например, датчиках магнитных полей).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Паринов И. А. Микроструктура и свойства высокотемпературных сверхпроводников. – Ростов н/Д: Изд-во Рост. ун-та, 2004. – Т.1. – 416 с.
2. Ципенюк Ю. М. Физические основы сверхпроводимости: Учеб. пособие: Для вузов.– М.:Изд-во МФТИ, 2002. – 160 с.
3. Гольцман Г. Н. Эффекты Джозефсона в сверхпроводниках // Соросовский образовательный журнал. - 2000. – т.6, №4. – с.96 - 102