Süperiletken Süperhidrit Sentezlendi

Elusive Superconducting Superhydride Synthesized
Elusive Superconducting Superhydride Synthesized

Teorileştirildikten on yıl sonra, Çin’deki bilim adamları yeni bir süperiletken türü olan süperhidrit CaH6 ‘yı sentezlediler. Fizikçilerin pratik, oda sıcaklığında süperiletkenlere yol açabileceğini umdukları çeşitli yollar vardır. Bunlar arasında, en verimli olanlardan biri, nadir toprak veya aktinit elementleri içeren hidrojen bakımından zengin ikili bileşikleri içerir. Böyle bir bileşiğin, lantan süperhidrürünün, 260 K’ye kadar olan sıcaklıklarda, ancak yalnızca 170 gpa’dan daha büyük basınçlarda süper iletken olduğu gösterilmiştir.

Süperiletkenlik Nedir?

Speriletkenlik, karakteristik bir sıcaklığın altında soğutulduklarında çeşitli katılarda elektriksel direncin tamamen kaybolmasıdır. Geçiş sıcaklığı olarak adlandırılan bu sıcaklık, farklı malzemeler için değişir, ancak genellikle 20 K’nın (-253 ° C) altındadır.

Mıknatıslarda süperiletkenlerin kullanımının belli şartları vardır. Bu malzemeler belirli bir kritik değerin üzerindeki güçlü manyetik alanların bulunduğu ortamlarda çalışır.

Aynı zamanda malzemenin geçiş sıcaklığının çok altında tutulmasına rağmen, bir süperiletkenin normal veya süperiletken olmayan durumuna dönmesine neden olmasıyla sınırlıdır.

Süper iletken malzemeler için önerilen kullanımlar çok çeşitli alandır. Bunlar arasında tıbbi manyetik görüntüleme cihazları, manyetik enerji depolama sistemleri, motorlar, jeneratörler, transformatörler, bilgisayar parçaları ve manyetik alanları, gerilimleri veya akımları ölçmek için çok hassas cihazlar bulunur. Süperiletkenlerden yapılan cihazların başlıca avantajları düşük güç dağılımı, yüksek hızlı çalışma ve yüksek hassasiyettir.

Süperiletkenliğin Keşfi

Süperiletkenlik 1911’de Hollandalı fizikçi Heike Kamerlingh Onnes tarafından keşfedildi; Düşük sıcaklık araştırmaları için 1913’te Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. Kamerlingh Onnes, bir cıva telinin elektriksel direncinin, yaklaşık 4 K (-269 ° C) sıcaklığın altında soğutulduğunda aniden kaybolduğunu buldu; mutlak sıfır, tüm maddenin bozukluğunu kaybettiği sıcaklık olan 0 K’dır. Kısa bir süre sonra, süper iletken bir malzemenin, içinden yeterince büyük bir akım geçirerek araştırmalara devam edildi. Bu malzemeye de yeterince güçlü bir manyetik alan uygulandığında normal (yani süper iletken olmayan) duruma geri döndürülebileceğini keşfetti.

Yazımıza tekrardan dönersek;

Şimdi, Çin’deki Jilin Üniversitesi’nden Liang Ma ve meslektaşları, nadir toprak metali veya aktinit yerine alkali toprak metali içeren yeni bir süperhidrit türü sentezleyerek araştırmayı genişletti.

Araştırmacılar, yeni materyal olan klatrat kalsiyum hidrürün ( CaH) sentezinin, şu anda az araştırılmış bir süperiletken sınıfına kapıyı açtığını söylüyor.

CaH6‘nın yapısı ve süper iletken özellikleri ilk olarak 2012 yılında tahmin edilmiştir.

Bununla birlikte, bileşiği sentezlemeye yönelik müteakip girişimlerde bulunuldu. Düşük basınçlarda bir araya getirildiğinde, düşük hidrojen içeriğine sahip hidritlerle sonuçlanabilecek kalsiyum ve hidrojen arasındaki yüksek reaktivite gibi engellerin üstesinden gelemedi.

Yeni çalışmalarında, Ma ve meslektaşları bu sorunu bir hidrojen kaynağı olarak amonyak boran ( BH3NH) kullanarak çözdüler. Bu da bileşiği yüksek sıcaklık ve basınçta kalsiyum ve hidrojen arasında doğrudan reaksiyonla sentezlemelerine izin verdi.

Ekibin deneylerinde, sentezlenen CaH6 , teorik tahminlere çok yakın süper iletken özellikler sergiledi ve 172 gpa’da 215 K kritik bir sıcaklığa ulaştı.

Bu sıcaklık, benzer gerçekçi olmayan bir basınçta lantan süperhidridi tarafından belirlenen rekordan daha düşüktür. Ancak araştırmacılar, diğer toprak alkali metal süperhidritleri ile yapılan deneylerin sonucunda daha uygun basınçlarda ve oda sıcaklığında süper iletkenliğe yol açacağını beklemektedir.

Kaynak: physics.aps.org

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz