navbar.frm 20180310 /weron/navigation.nav
ATTENTIE. . ONDERHOUD . . Bijeenkomst op 20 december 2018 . . Elke zondag 145.475 MHz . . 10:30 RTTY bulletin . . 11:00 uur Woerdense Ronde .
W

Voortgang in HTC, Hoge Temperatuur Supergeleiding

Gecoördineerde bewegingen van koper (rood) en zuurstof (grijs) atomen in een hoge temperatuur supergeleider die het  supergeleidende effect van elektronenparen versterken (witte gloed), waardoor het materiaal elektriciteit kan geleiden zonder enig verlies bij veel hogere temperaturen
Gecoördineerde bewegingen van koper (rood) en zuurstof (grijs) atomen in een hoge temperatuur supergeleider die het supergeleidende effect van elektronenparen versterken (witte gloed), waardoor het materiaal elektriciteit kan geleiden zonder enig verlies bij veel hogere temperaturen

Het is lange tijd betrekkelijk stil geweest rond HTC supergeleiding, een niet goed begrepen fenomeen. Recente studies bij SLAC en Stanford, California brengen nieuw licht op supergeleiding

In supergeleidende materialen vormen elektronen paren en bevriezen ze in een toestand die zonder verlies elektrische stroom kan geleiden. Dit gebeurt meestal bij zeer lage temperaturen.

Wetenschappers hebben alles in het werk gesteld om nieuwe soorten supergeleiders te ontwikkelen die rond kamertemperatuur zouden kunnen werken, wat enorme hoeveelheden energie zou besparen en een nieuwe weg zou openen voor het ontwerpen van snelle elektronica.
Zij moesten daartoe uitzoeken wat deze vorm van supergeleiding bij hoge temperatuur veroorzaakt en hoe dit op commando zou kunnen gebeuren.

Conventionele supergeleiders werden in 1911 ontdekt - zie ons RTTY bulletin 20180401wn.txt - en wetenschappers weten nu hoe ze werken: Vrij zwevende elektronen worden aangetrokken door het rooster van atomen van een materiaal, dat een positieve lading heeft, op een manier die ze in paren laat bewegen en elektrische stroom met 100 procent efficientie kan geleiden.
Tegenwoordig is supergeleiding gemeen goed geworden en de technologie wordt gebruikt in onder meer MRI-machines, maglev-treinen en deeltjesversnellers.

Maar deze supergeleiders werken alleen als ze worden gekoeld tot net boven het absolute nulpunt. Dus toen wetenschappers in 1986 ontdekten dat een familie van op koper gebaseerde materialen supergeleidend kon worden op veel hogere temperaturen, waren ze verrast en opgetogen.

De werktemperatuur van deze HTC supergeleiders is sindsdien steeds hoger geworden - het huidige record ligt ongeveer bij minus 120 graden Celsius, dus nog lang niet bij kamertemperatuur.
Hoewel wetenschappers nog steeds onderzoeken welke factoren supergeleiding beinvloeden is er nog steeds geen consensus over hoe deze koperoxide verbindingen functioneren.

Maar recente studie van wetenschappers van SLAC en Stanford Univ, Ca, en uit Japan, brengen nu wat licht op het HTC fenomeen. Zij konden meten dat supergeleidende elektronen zich gedragen als een 'geluidsgolf' en zagen daarbij welke factoren daarbij de supergeleiding positief beinvloeden.

Zij maakten daarbij gebruik van SLAC’s Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL), Met deze intense bron van gamma stralen konden zij de individuele elektronen uit het supergeleidende monster stoten en daardoor hun eigenschappen meten, waarbij zij de randcondities konden varieren. Zij konden nu rechtstreeks bepalen met welke parameters zij de temperatuur van supergeleiding konden opvoeren.
Ook met de Europese Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Frankrijk doet met onderzoek naar deze 'geluidsgolven' is HTC monsters.

Bovenstaande studies vormen de basis voor toekomstig onderzoek. De resultaten zijn ook relevant voor de ontwikkeling van een reeks toepassingen van sensoren en fotogevoelige en elektronische apparaten voor communicatie.

(SLAC news 2018/11/20 )