Aşırı sıcaklık ve basınca ihtiyaç duymayan bir süper iletken yarattı

Rochester Üniversitesi'nden mühendisler yeni bir malzeme olan nitrojen katkılı lutesyum hidrit'i tanıttı. O

süperiletken özellikler sergilersıcaklık 20,5 °C ve basınç 10 kbar. Bu gelişme, enerji santrallerindeki kayıpların azaltılmasından maglevlere ve verimli elektroniklere kadar bu tür malzemeler için çok çeşitli pratik uygulamaların önünü açıyor.

Çoğu durumda, içinsüperiletkenlik - bir malzemenin sıfır dirence sahip olduğu bir özellik - mutlak sıfıra yakın sıcaklıklar ve son derece yüksek basınç gerektirir. Araştırmacılar, nadir toprak metallerini hidrojenle birleştirerek oluşturulan hidritleri yüksek sıcaklık süper iletkenleri olarak zaten kullandılar. Ancak, aynı zamanda, malzemelerin pratik uygulamalarını zorlaştıran, çalışmak için birkaç Mbar'lık bir basınca ihtiyaç duyuyorlardı.

Nadir toprak metal hidrit formunadir toprak metal iyonlarının taşıyıcı donörler olarak hareket ettiği ve hidrojen moleküllerinin ayrışmasını artırmak için yeterli elektron sağlayan çerçeve yapıları. Bilim adamları, nitrojen ve karbonun malzemeleri stabilize etmeye yardımcı olduğunu açıklıyor. Çalışmalarında temel olarak lutesyum kullandılar.

Araştırmacılar %99'luk bir gaz karışımı oluşturdularhidrojen ve %1 nitrojen ve saf bir lutesyum numunesi ile reaksiyon odasına yerleştirildi. 200°C sıcaklıkta birkaç gün süren reaksiyon sonucunda araştırmacılar mavimsi ışık veren bir toz elde etti. Malzeme daha sonra bir elmas örs hücresinde sıkıştırıldı.

Nitrojen katkılı lutesyum hidritin basınç altında süper iletken duruma geçişi. Resim: Ranga P. Dias, Rochester Üniversitesi

Basınç değiştikçe, araştırmacılar keşfettimalzemenin iki olası durumu: nispeten düşük basınçta süper iletken bir "pembe" den süper iletken olmayan parlak kırmızı metalik duruma. Aynı zamanda deneyler, normal sıcaklıkta süperiletkenliği indüklemek için 10 kbar'lık bir basıncın yeterli olduğunu gösterdi.

Bu baskı çok daha fazla olmasına rağmenörneğin mikro devrelerin üretiminde kullanılan atmosferik teknolojiler de daha yüksek basınç kullanır. Bu, süperiletkenlerin çeşitli alanlarda pratik uygulamaları için fırsatlar yaratır.

Süper iletken tüketici elektroniğine giden yol,enerji nakil hatları, ulaşım ve füzyon için manyetik sınırlamada önemli gelişmeler artık bir gerçek. Artık modern süperiletkenlik çağında olduğumuza inanıyoruz.

Ranga Diasa, Rochester Üniversitesi'nde Makine Mühendisliği ve Fizik Doçenti ve Araştırma Başkanı

Daha fazla oku:

Beyni bunamadan koruyan bir vitamin olarak adlandırıldı

Bunama riskini azaltan bir uykusuzluk türü olarak adlandırılmıştır. Ama neden bilinmiyor.

Hangi erkeklerin en doğurgan olduğu ortaya çıktı: spermleri diğerlerinden %50 daha iyi