< Terug naar het overzicht

Typen supergeleiders

Er bestaan vele supergeleidende materialen, waarin het grootste verschil bestaat tussen de kritische temperaturen. Hieronder volgt een overzicht van een aantal supergeleiders.

Materiaal Tc (K) Type
Zink0.851
Aluminium1.1751
Tin3.721
Kwik4.151
YBa2Cu3O7922
Sn1.4In0.6Ba4Tm5Cu7O20+~1752

Er bestaan supergeleidende materialen die volledig uit één metaal bestaan. Deze soorten supergeleiders vallen onder type 1 en worden compleet beschreven door de BCS-theorie. De kritische temperaturen van deze supergeleiders zijn relatief laag, meestal onder de 10 K. Daarom worden ze ook wel lage-Tc supergeleiders genoemd.

Het tweede soort supergeleiders zijn legeringen, waarbij de kritische temperatuur relatief hoog is, maximaal 175 K. Deze supergeleiders worden uiteraard type 2 genoemd. Voor deze supergeleiders gaat de BCS-theorie niet op. Het grote verschil met type 1 is namelijk dat deze een relatief grote kritische veldsterkte hebben, die niet waar te nemen is bij type 1 supergeleiders. De kritische veldsterkte bij type 1 supergeleiders is ongeveer 0,2 T, terwijl de kritische veldsterkte bij type 2 supergeleiders kan oplopen tot 20 / 30 T.

Bij type 2 supergeleiders is er niet één kritische veldsterkte Bc, er bestaat echter een kritische veldsterkte Bc1 en een kritische veldsterkte Bc2. Hierbij geldt dat als een supergeleider zich in een magnetisch veld kleiner dan Bc1 bevindt, deze alle magnetische veldlijnen buiten zal sluiten. Net zoals bij type 1 supergeleiders.

Bevindt een supergeleider zich in een magnetisch veld tussen Bc1 en Bc2 in, dan zal de supergeleider gedeeltelijk supergeleidend zijn omdat de magnetische veldlijnen gedeeltelijk in het materiaal worden toegelaten. Deze toestand van een type 2 supergeleider wordt de vortextoestand genoemd, zie figuur hierboven. In de zwarte cirkels gaan de magnetische veldlijnen door het materiaal, deze gebieden zijn niet supergeleidend. Rond deze cirkels loopt de stroom door het materiaal in een cirkel met straal r. Deze gebieden zijn nog wel supergeleidend. Zodra de afstand tussen de niet-geleidende gebieden kleiner is dan r gaat de supergeleider over in zijn normale toestand. Op de rechter figuur is de veldsterkte groter dan de linker afbeelding. Het kan ook zo zijn dat op de rechter figuur de temperatuur hoger is, zodat deze dichter bij Tc is komen te liggen. Bc2 neemt dan namelijk af.

Voor zowel type 1 als 2 geldt dat wanneer de supergeleider zich in een magnetisch veld groter dan Bc of Bc2 bevindt, deze terugkeert naar zijn normale (niet-supergeleidende) toestand. Hieronder is het verband te zien tussen de kritische veldsterkte en de veldsterkte die de supergeleider doorlaat, waarbij H het externe veld betreft. Als de externe veldsterkte dus groter is dan Bc of Bc2 dan worden alle externe magnetische veldlijnen doorgelaten.



< Terug naar het overzicht
© 2019 Roeland van Straten