оксидами, структура которых включает кислород-дефицитные пе-ровскитные блоки. Ответственный за сверхпроводимость в купратах медькислородный слой CuO2, в котором атомы меди образуют квадрат-ную сетку и располагаются в ее узлах, а атомы кислорода находятся на линиях, соединяющих эти узлы. Электроны атомов меди (3dx2-y2) и кис-лорода (2px,y), образующие связи в таком слое, делокализованы. Поэто-му соединения, содержащие в своих структурах слои (СuO2), могут иметь металлический тип проводимости. Сверхпроводимость при тем-пературах ниже критической возникает при"допировании" слоев CuO2 оптимальным количеством носителей заряда. Экспериментально уста-новлено, что для возникновения сверхпроводимости необходимо, чтобы формальная степень окисления меди в слоях с обобщенными элект-ронами немного отличалась от +2. Важным параметром является длина связи между атомами меди и кислорода в слое. В структурах сверхпроводящих купратов реализуются сильные химические связи в плоскости слоя СuO2 и значительно более слабые - перпендикулярно этим слоям. Как следствие, эти структуры являются слоистыми. Для вы-полнения условия электронейтральности существовуют диэлект-рические прослойки. Наличие в этих прослойках легко поляризующих-ся ионов (например, Ca2+, Sr2+, Ba2+) использовано2 "дырками", находя-щимися в слое CuO2, для образо-вания куперовской пары при переходе в сверхпроводящее состояние. В большинстве известных сверхпровод-ников чередуются слои CuO2 и слои BaO, SrO, TlO+, BiO+ Ca2+, Y3+ и др.
Переход от металлических СП к керамическим создал проблему резкого ухудшения критических токов. Это вызвано аномально низким значением длины когерентности оксидных сверхпроводников. Все ВТСП-фазы обладают очень высокой кристаллографической анизотро-пией физических свойств. ВТСП во внешнем магнитном поле они могут находиться в смешанном состоянии, когда магнитный поток частично
проникает в сверхпроводник в виде так называемых абрикосовских
вихрей.
Применение ВТСП
СКВИДы как детекторы слабых маг-нитных полей для применения в медицине (магнитоэнцефалография), гео-логии и геофизике (поиск полезных иско-паемых, изу-ч-ение геологического строе-ния земной коры, прогноз землетря-сений), материаловедении (неразрушаю-щий контроль материалов, конструк-ций), военной технике (обнаружение магнитных аномалий, в частности, глубин-ных подводных лодок), научных исследо-ваниях, связи и навигации. 2. Аналого-цифровые приборы (АЦП), использующие сверхбыстрые (доли пикосекунды) пере-ключения режимов работы, для примене-ний в новейших системах связи, цифровых вычислительных устройствах для обработ-ки и анализа аналоговых сигналов и др. 3.Приборы для использования в пре-цизионных измерительных системах (на-пример, эталон Вольта). 4. Создание сверх-проводниковых индуктивных накопителей энергии с более высоким КПД (до 97-98%). 5. Сверхпроводящие сепараторы, ЯМР-томографы, магнитные системы для удержания плазмы в ТОКОМАКах и ус-
корителях заряженных частиц и др.
История
сверхпроводимости
В 1911 г. Камерлинг-Оннес, обнаружил, что при 4.2 К обычная металлическая ртуть ("плохой металл") полностью теряет электрическое сопротивление. В 1933г. Мейснер и Оксенфельд показали, что сверхпроводники (СП) одновременно являются и идеальными диамагнетиками, то есть полностью выталкивают ли-нии магнитного поля из объёма СП. Критическая температура (пе-рехода в СП, Тс) составила 23,2 К на интерметаллиде Nb3Ge. В 1986г. Беднорц и Мюллер обнару-жили способность керамики на ос-нове оксидов меди, лантана и ба-рия (La2-xBaxCuO4) переходить в СП состояние при 30К. В 1993г. Антипов, Путилин и др. открыли ряд ртутьсодержащих сверхпро-водников состава HgBa2Can-1Cun O2n+2+d (n=1-6). Фаза HgBa2Ca2Cu3 O8+d имеет наибольшее известное значение критической температу-ры (135К). Всего известно около 50 оригинальных слоистых ВТСП-
купратов.
Работа студентки Фт-46061 Белоусовой Евгении.
Список используемых источников:
1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%A2%D0%A1%D0%9F
2. http://www.chem.msu.su/rus/teaching/vtsp/welcome.html
3. http://superconductors.org/
4. http://kristall.lan.krasu.ru/Science/publ_rus.html