یک تیم تحقیقاتی در آلمان ساختارهای تسمه
مانند نانویی در ابررساناهای با درجه حرارت بالا که متشکل ساماریوم، باریوم،
مس و اکسیژن هستند را کشف کرده اند.
بسیاری از فیزیکدانان بر این باورند که این ابر رساناها با داشتن چنین
ساختارهایی قادر به انتقال جریان بدون مقاومت خواهند بود و عده ای دیگر
چنین عقیده ای ندارند.
نتایج جدید بار دیگر نتوانست به این سوال پاسخ دهد ، اما اصول بنیادی
ابررسانایی در درجه حرارت بالا را روشن تر ساخت به گونه ایکه به عنوان یکی
از بزرگترین اسرار فیزیک در ۲ دهه گذشته شناخته شده است.
همه ابر رساناهای با درجه حرارت بالا شامل سطوح موازی اکسید کربن به همراه
عناصر دیگر قرار گرفته مابین این سطوح، هستند.
اتم های مسی که روی سطح مشبک مربعی قرار گرفته اند جریان را از طریق حفره
های قرار گرفته روی سایتهای اکسیژنی، منتقل می کنند .
اندازه گیریهای پیشین پراش پرتو X از آشکارکننده طیف ابررسانای اکسید کربن
باریوم ساماریوم، خصوصیاتی حاکی از شکل گیری مسیرها را روی سطوح اکسید کربن
نشان می دهند. بسیاری از فیزیکدانان معتقدند این تسمه ها به عنوان کانالهای
منتقل کننده جریانهای بالا مورد استفاده قرار می گیرند .
علیرغم این موضوع ، در سال ۲۰۰۴ ، محققان آلمانی دریافتند که چنین
ویژگیهایی در اکسیژن کمتر دیده می شود. ضمن اینکه ، یک گروه مستقل در
آمریکا،با بررسی حوزه های نانویی، ساختارهای یکسان با آنچه تیم آلمانی
مشاهده کرده اند ، پیشنهاد می دهند.
این نتایج رویهمرفته بیانگر آن است که مسیرهای حاوی جریان ممکن است قادر به
انتقال جریان بدون مقاومت در ابر رساناهای با درجه حرارت بالا نباشند.
در حال حاضر مایکل کبلیشکا و همکارانش در دانشگاه سارلند واقع در
Saarbruecken ساختارهای تسمه مانند نانویی در اکسید کربن باریوم ساماریوم
مشاهده کرده اند. این تسمه ها گاه خطوط موازی چند میکرونی و گاه موجی شکل
هستند.
محققان بر این باورند که چنین ساختارهایی در نتیجه مقیاس های کوچک تناوبی
خود که عموما nm 10-60 است، قادرند به عنوان نقاط اتصال مفید باشد.
اندازه چنین نقاطی برای رسیدن مواد به چگالی جریان بحرانی حتی در درجه
حرارت های بالا، ایده ال به نظر می رسد.
کبلیشکا و همکارانش مشاهده کردند که در تک بلورها و نمونه بافتهای ذوب شده
مسیرهایی وجود دارند که اصطلاحا با تکنیک کشش سرعت نهایی رشد کرده اند.
نیروی اتمی و اندازه گیریهای STM به تفصیل بیانگر آن است که نانو مسیرها از
زنجیرهای نانوخوشه ای منحصر بفرد، متشکل از تک سلولهای اشباع شده از
ساماریوم بدست می آیند، Sm1+xBa2–xCu3Oy.
همچنین کبلیشکا بیان کرد: ” دمای انتقال بالاتر Tc ) از ۹۳٫۵ K )، و چگالی
جریان بحرانی بیشتر Jc (از حدود ۳۸,۰۰۰ A/cm2 در دمای T = 77 K و میدان ۲ T
مورد استفاده) مواد موجب افزایش عمده در کاربردهای استفاده از SmBCO می
گردند به عنوان مثال در شناوری.
اگرچه دلیل افزایش Jc هنوز مشخّص نیست اما پیدایش نانو مسیرها ممکن است
کلید حل این معما باشد.
محققان گمان می کنند کنترل این ساختارهای اتصال که در همه جای نمونه نفوذ
می کنند به افزایش بیشتر Jc به ویژه در میدان های مغناطیسی خارجی بزرگ کمک
خواهد کرد.
|
