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 J_c 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).

перейти к началу страницы