Новости науки 19.09.01. Высокая токонесущая способность нового
сверхпроводника.
В начале года мы сообщали об открытии нового сверхпроводника с
критической температурой 39 K - MgB2. Интересно отметить,
что вещество, обладающее такими, казалось бы, достаточно необычными
свойствами, можно приобрести в обычных магазинах, торгующих химикатами.
Сразу после сообщения об открытии сотни исследовательских групп
в разных стран принялись за изучение нового сверхпроводника. Исследования
показали, что MgB2 обладает высокой токонесущей способностью
и может найти практическое приложение.
Главным препятствием для широкого практического применения сверхпроводимости
(передача энергии без потерь, "сверхпроводящие" моторы, процессоры
с малым тепловыделением для вычислительной техники и т.д.) является
то, что для работы таких устройств требуются низкие температуры.
Соответственно, основное достоинство так называемых высокотемпературных
сверхпроводников (типа YBa2Cu3O7)
перед классическими сверхпроводниками в том, что для них температура
перехода в сверхпроводящее состояние превышает 78 K - это дает возможность
использовать в качестве халдоагента дешевый жидкий азот. Как мы
уже сообщали , в настоящее время в США, Европе и Японии
реализуется несколько экспериментальных проектов по промышленному
использованию ВТСП-кабелей.
Рис.1. Температурная зависимость критической плотности тока
тонкой пленки MgB2 в магнитных полях от 0 до 5 Тл.
Однако важную роль играет не только критическая температура, но
и другие характеристики материала, такие, как величина критического
тока (тока, при котором сверхпроводник переходит в нормальное состояние).
Ведь, чем больший ток способен пропускать сверхпроводник, тем менее
громоздкими и дорогостоящими будут устройства, в которых он работает.
Группа исследователей из Южной Кореи исследовала токонесущую способность
тонких пленок из MgB2 с шириной сверхпроводящего перехода
всего 0.2 K в различных магнитных полях [1]. Эксперименты показали
(рис.1), что в отсутствии магнитного поля при 15 K критическая плотность
тока Jc составляет 16 МА/см2; по оценкам,
при 5 K критическая плотность тока может достигать 40 МА/см2.
Такие хорошие показатели могут обеспечить MgB2 неплохие
перспективы применения в сверхпроводящих магнитных системах и сверхпроводниковой
электронике, хотя относительна низкая критическая температура и
не позволяет использовать новый сверхпроводник в устройствах, охлаждающихся
жидким азотом.
1. Hyeong-Jin Kim, W.N.Kang, Eun-Mi Choi et al. Phys.Rev.Lett.
v.87, 087002 (2001).
|