금속뿐만 아니라 절연체와 같은 두 가지 유형의 재료가 있습니다. 금속은 전자의 흐름을 허용하고은, 구리 등의 전하를 전달하는 반면, 절연체는 전자를 보유하며 목재, 고무 등과 같은 전자의 흐름을 허용하지 않습니다. 20 세기에 새로운 실험실 방법은 다음과 같습니다. 물리학 자들은 물질을 0으로 냉각시킵니다. 그는 몇 가지 요소를 조사하기 시작했습니다. 전기 납과 수은과 같은 조건에서는 저항없이 일정한 온도에서 전기를 전도하기 때문에 변화합니다. 그들은 세라믹에서 탄소 나노 튜브에 이르기까지 여러 화합물에서 동일한 동작을 발견했습니다. 이 기사에서는 초전도체에 대한 개요를 설명합니다.

초전도체 란?

정의: 저항없이 전기를 전도 할 수있는 물질을 초전도체라고합니다. 대부분의 경우 화합물과 같은 일부 재료에서 금속 원소는 실온에서 약간의 저항을 제공하지만 온도 임계 온도라고합니다.

초전도체

원자에서 원자로의 전자 흐름은 임계 온도에 도달하면 특정 물질을 사용하여 자주 수행되므로 물질을 초전도 물질이라고 할 수 있습니다. 이들은 자기 공명 영상 및 의학과 같은 수많은 분야에서 사용됩니다. 시장에서 구할 수있는 대부분의 재료는 초전도성이 아닙니다. 따라서 초전도로 변하기 위해서는 매우 낮은 에너지 상태 여야합니다. 현재 연구는 고온에서 초전도체로 발전하기위한 화합물 개발에 초점을 맞추고 있습니다.

초전도체의 종류

초전도체는 type-I와 type-II의 두 가지 유형으로 분류됩니다.

초전도체 유형

Type-I 초전도체

이러한 종류의 초전도체는 기본 전도성 부품을 포함하며 전기 케이블에서 컴퓨터의 마이크로 칩에 이르기까지 다양한 분야에서 활용됩니다. 이러한 유형의 초전도체는 임계 자기장 (Hc)의 자기장에 놓일 때 매우 간단하게 초전도성을 잃습니다. 그 후에는 지휘자처럼 될 것입니다. 이러한 유형의 반도체 초전도 손실의 이유로 연질 초전도체라고도 불립니다. 이 초전도체는 마이스너 효과를 완전히 따릅니다. 그만큼 초전도체 예 아연과 알루미늄입니다.

II 형 초전도체

이러한 종류의 초전도체는 외부 자기장 내에 배열 된 것처럼 느리게 초전도성을 잃게됩니다. 자화 대 자기장 사이의 그래픽 표현을 관찰 할 때 두 번째 유형의 반도체가 자기장 내에 배치되면 초전도도가 천천히 손실됩니다.

“DC 모터의 작동 원리 ”

이러한 종류의 반도체는 덜 중요한 자기장에서 초전도성을 잃기 시작하고 더 높은 임계 자기장에서 초전도성을 완전히 떨어 뜨립니다. 더 작은 임계 자기장과 더 높은 임계 자기장 사이의 조건을 중간 상태라고합니다. 그렇지 않으면 소용돌이 상태입니다.

이러한 유형의 반도체는 초전도성이 느리지 만 단순하지 않은 이유로 인해 경질 초전도체라고도 불립니다. 이 반도체는 Meissner의 효과를 따르지만 전적으로는 아닙니다. 가장 좋은 예는 NbN과 Babi3입니다. 이 초전도체는 강장 초전도 자석에 적용 가능합니다.

초전도 재료

우리는 그들 중 일부가 초전도를 일으킬 수있는 재료가 많이 있다는 것을 알고 있습니다. 수은을 제외한 원래의 초전도체는 금속, 반도체 등입니다. 각기 다른 물질은 조금씩 다양한 온도에서 초전도체로 변합니다.

이러한 물질의 대부분을 사용하는 주요 문제는 완전 0도에서 초전도를한다는 것입니다. 이것은 저항이 부족하여 얻을 수있는 이점을 기본 위치에서 냉각시키는 것을 포함하여 거의 확실히 잃는 것을 의미합니다.

집에 전기를 공급하는 발전소는 아래로 내려 가고 초전도 선이 울려 퍼질 것입니다. 따라서 엄청난 양의 소모 된 에너지를 보존 할 것입니다. 그러나 플랜트 내의 거대한 부품과 모든 전송 와이어를 냉각하여 0을 완성하려면 아마도 더 많은 에너지를 낭비하게 될 것입니다.

초전도체의 특성

초전도 물질은 현재 기술에 필수적인 몇 가지 놀라운 특성을 보여줍니다. 이러한 속성에 대한 연구는 아래에 나열된 다양한 분야에서 이러한 속성을 인식하고 활용하고 있습니다.

무한 전도도 / 전기 저항 제로
마이스너 효과
전이 온도 / 중요 온도
Josephson Currents
임계 전류
지속적인 전류

무한 전도도 / 전기 저항 제로

초전도 조건에서 초전도 물질은 전기 저항이 0임을 나타냅니다. 재료가 전이 온도에서 냉각되면 저항이 갑자기 0으로 감소합니다. 예를 들어 수은은 4k 미만에서 제로 저항을 보여줍니다.

마이스너 효과

초전도체가 임계 온도로 냉각되면 자기장이 통과하지 못합니다. 초전도체에서 발생하는 이러한 현상을 마이스너 효과라고합니다.

전이 온도

이 온도는 임계 온도라고도합니다. 초전도 물질의 임계 온도가 정상에서 초전도로 전도 상태를 변화시킬 때.

조셉슨 커런트

두 개의 초전도체가 절연 물질의 박막의 도움으로 분할되면 구리 쌍을 가진 전자를 찾기 위해 낮은 저항의 접합을 형성합니다. 접합부의 한 표면에서 다른 표면으로 터널링 할 수 있습니다. 따라서 쿠퍼 쌍의 흐름으로 인한 전류는 Josephson Current로 알려져 있습니다.

임계 전류

전류가 운전사 초전도 상태에서 자기장이 발생할 수 있습니다. 전류 흐름이 특정 속도 이상으로 증가하면 자기장이 향상 될 수 있으며 이는 일반적인 상태로 되돌아가는 도체의 임계 값과 동일합니다. 전류 값의 흐름을 임계 전류라고합니다.

지속적인 전류

초전도체 링이 임계 온도보다 높은 자기장에 배치되면 현재 초전도체 링을 임계 온도에서 냉각시킵니다. 이 필드를 제거하면 자체 인덕턴스로 인해 링 내에서 전류 흐름이 유도 될 수 있습니다. Lenz 법칙에 따라 유도 전류는 링을 통해 흐르는 플럭스 내의 변화에 반대합니다. 링이 초전도 상태에 놓이면 전류의 흐름이 유도되어 전류의 흐름을 지속 전류라고합니다. 이 전류는 자속을 생성하여 플럭스가 일정한 링을 통해 흐르도록합니다.

“연산 증폭기는 무엇을합니까 ”

반도체와 초전도체의 차이점

반도체와 초전도체의 차이점은 다음과 같습니다.

반도체	초전도체
반도체의 저항은 유한하다	초전도체의 저항은 전기 저항이 0입니다.
여기에서 전자 반발은 유한 저항으로 이어집니다.	이것에서 전자 인력은 저항력의 손실로 이어집니다
초전도체는 완벽한 반자성을 나타내지 않습니다.	초전도체는 완벽한 반자성을 보여줍니다
초전도체의 에너지 갭은 몇 eV 정도입니다.	초전도체의 에너지 갭은 10 ^ -4 eV 정도입니다.
초전도체의 플럭스 양자화는 2e 단위입니다.	초전도체의 단위는 e입니다.

초전도체의 응용

초전도체의 용도는 다음과 같습니다.

이들은 발전기, 입자 가속기, 운송, 전기 모터 , 컴퓨팅, 의료, 동력 전달 등
MRI 스캐너에서 강력한 전자석을 만드는 데 주로 사용되는 초전도체. 그래서 이것들은 나누는 데 사용됩니다. 또한 자성 및 비자 성 재료를 분리하는 데 사용할 수 있습니다.
이 도체는 장거리 전력을 전송하는 데 사용됩니다.
메모리 또는 저장 요소에 사용됩니다.