Hva er en superleder med høy temperatur?

En superleder med høy temperatur (HTS) er et materiale som demonstrerer superledende elektriske egenskaper over den flytende tilstandstemperaturen til helium.Dette temperaturområdet, fra omtrent -452 og deg;til -454 deg;Fahrenheit (-269 deg; til -270 deg; Celsius) ble antatt å være den teoretiske grensen for superledelse.I 1986 oppdaget amerikanske forskere Karl Muller og Johannes Bednorz imidlertid en gruppe superlederforbindelser med høy temperatur basert på kobber.Disse kuprater, for eksempel Yttrium bariumkobberoksyd, YBCO ₇ , variasjoner på lanthanumstrontiumkobberoksid, LSCO og kvikksølvkobberoksid, HGCUO, viste superledelse ved temperaturer så høye som -256 DEG;Fahrenheit (-160 deg; Celsius).

Oppdagelsen av Muller og Bednorz førte til tildeling av Nobelprisen i fysikk i 1987 til begge forskere, men feltet fortsatte å utvikle seg.Pågående studie i 2008 produserte en ny klasse av forbindelser som viste superledelse, basert på elementene i jern og arsen, så som Lanthanum oksidjern arsen, laofeas.Det ble først demonstrert som en superleder med høy temperatur av Hideo Hosono, en materialvitenskapelig forsker i Japan, ved et temperaturområde på -366 og deg;Fahrenheit (-221 deg; Celsius).Andre sjeldne elementer blandet med jern, for eksempel cerium, samarium og neodym, skapte nye forbindelser som også demonstrerte superledende egenskaper.Rekorden fra 2009 for en superleder med høy temperatur ble oppnådd med en forbindelse laget av thallium, kvikksølv, kobber, barium, kalsium, strontium og oksygen kombinert, som demonstrerer superledelse ved -211 og deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius).

Fokus for feltet med superlederforskning med høy temperatur fra 2011 har vært Materials Science Engineering av bedre forbindelser.Når temperaturene på -211 og deg;Fahrenheit (-135 deg; Celsius) ble nådd for superledende materialer, dette tillot deres egenskaper å bli undersøkt i nærvær av flytende nitrogen.Siden flytende nitrogen er en vanlig og stabil komponent i mange laboratoriemiljøer og eksisterer ved en temperatur på -320 og deg;Fahrenheit (-196 deg; Celsius), har det gjort testing av nye materialer langt mer praktisk og utbredt.

Fordelen med superledende teknologi til konvensjonelt samfunn krever fortsatt materialer som kan fungere på nært romtemperatur.Siden superledende tilbyr bokstavelig talt ingen motstand mot elektrisk strøm, kan strømmen passere gjennom superledende ledninger nesten på ubestemt tid.Dette vil redusere strømforbruksgraden for alle elektriske behov, samt gjøre slike enheter til ultrafast sammenlignet med standard elektronikkteknologi.Kraftige magneter ville bli tilgjengelige for rimelige magnetiske levitasjonstog, medisinske anvendelser og fusjonsenergiproduksjon.I tillegg kan slike superlederteknologier inkludere utvikling av kvantedatamaskiner potensielt hundrevis av millioner ganger raskere til å behandle data enn de som finnes i 2011.