Υπεραγωγοί υψηλών θερμοκρασιών (ΥΥΘΜ) ή HTS = High Temperature Superconductors

Abstract

Definition of superconductivity, properties (zero resistivity, Meissner effect). Critical properties (superconducting critical temperature, Tc, critical field strength, Hc, critical current density, Jc). Temporal evolution of the critical temperature by superconductors. High temperature superconductor YBCO (structure, Tc as function of the oxygen stoichiometry). Superconductor ΜgB2 (properties). Theory BCS for superconductivity. Preparative methods for superconductors (preparation of powders, bulk and coatings/thin films). Powders and bulk devices (solid state reaction, co-precipitation from liquids, sol-gel, spray pyrolysis, explosive compression). Coatings, thin films (sputtering, laser ablation, electrophoresis, factors affecting the electrophoretic technique, requirements to the substrates, advantages). Characterization methods for superconductors. Uses and applications of superconductors. Demonstration of the lab exercise: “Preparation and characterization of high temperature superconductors and of magnesium diboride”.

Ορισμός υπεραγωγιμότητας. Iδιότητες (μηδενική ηλεκτρική αντίσταση, Φαινόμενο Meissner). Χαρακτηριστικά μεγέθη ποιότητας υπεραγωγών (κρίσιμη θερμοκρασία, Tc, κρίσιμο μαγνητικό πεδίο, Hc, κρίσιμη πυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος, Jc). Χρονική εξέλιξη της κρίσιμης θερμοκρασίας. Υπεραγωγός YBCO (δομή, Tc ως συνάρτηση της στοιχειομετρίας σε οξυγόνο). Υπεραγωγός ΜgB2 (ιδιότητες). Θεωρία της υπεραγωγιμότητας, BCS. Τεχνικές παρασκευής υπεραγωγών θερμοκρασιών (σύνθεση κόνεων, bulk και επιστρώσεων/λεπτών υμενίων). Κόνεις και bulk διατάξεις (αντίδραση σε στερεά κατάσταση, υγρές μέθοδοι συγκαταβύθισης, sol-gel, πυρόλυση με ψεκασμό, εκρηκτική συμπίεση). Επικαλύψεις, υμένια (τεχνική της ιονοβολής, τεχνική εξάχνωσης με laser, ηλεκτροφόρηση, παράγοντες που επηρεάζουν, απαιτήσεις στα υποστρώματα, πλεονεκτήματα). Μέθοδοι χαρακτηρισμού των υπεραγωγών. Χρήσεις και εφαρμογές υπεραγωγών. Παρουσίαση της εργαστηριακής άσκησης: "Παρασκευή και χαρακτηρισμός υπεραγωγών υψηλών θερμοκρασιών και διβοριδίου του μαγνησίου".