ตัวนำยิ่งยวดคืออะไร?

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดเป็นปรากฏการณ์ที่ประจุเคลื่อนที่ผ่านวัสดุโดยไม่มีความต้านทาน

ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้จะทำให้พลังงานไฟฟ้าถูกถ่ายโอนระหว่างจุดสองจุดได้อย่างมีประสิทธิภาพสมบูรณ์แบบ โดยไม่สูญเสียความร้อนเลย

เหตุใดวัสดุตัวนำยิ่งยวดจึงมีความสำคัญ

ในโลกอุดมคติ เราทุกคนต่างมีวัสดุตัวนำยิ่งยวดที่ต่อเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโครงข่ายไฟฟ้าของเรา ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้มหาศาล และช่วยให้เราอัดวงจรเข้าไปในพื้นที่จำกัดได้

น่าเสียดายที่มีการจับ วัสดุตัวนำยิ่งยวดส่วนใหญ่จะมีฟังก์ชันที่มีประโยชน์นี้เฉพาะที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น โดยที่อะตอมแทบจะไม่เคลื่อนที่เลย

ตัวนำยิ่งยวดทำงานอย่างไร?

โดยทั่วไปตัวนำยิ่งยวดเย็นเหล่านี้ทำงานโดยปล่อยให้อิเล็กตรอนเอาชนะแรงผลักกันตามปกติของพวกมันและแนบชิดกันมากขึ้นเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าคู่คูเปอร์-

ในสถานะพลังงานต่ำนี้ เอกลักษณ์ของอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะมีความแน่นอนน้อยลง ช่วยให้พวกมันสามารถทะลุผ่านกลุ่มอะตอมได้อย่างง่ายดาย

แม้ว่าวัสดุตัวนำยิ่งยวดส่วนใหญ่จะเป็นโลหะ แต่ก็มีอยู่ข้อยกเว้นที่ผิดปกติ- บางส่วนจำเป็นต้องเพิ่มองค์ประกอบพิเศษเพื่อ 'สารเสพติด' เนื้อหา และทำงานในรูปแบบที่แตกต่างกันอย่างละเอียดซึ่งท้าทายทฤษฎีที่มีอยู่

ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้ผลักดันขีดจำกัดอุณหภูมิว่าวัสดุตัวนำยิ่งยวดจะต้องมีความเย็นแค่ไหนจึงจะทำงานได้

เจ้าของสถิติปัจจุบันคือกสารประกอบที่ทำจากซัลเฟอร์และไฮโดรเจนซึ่งสามารถนำไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องกังวลใจที่อุณหภูมิ 203 เคลวิน (-70 องศาเซลเซียสหรือ -94 ฟาเรนไฮต์)

สิ่งเดียวที่จับได้คือต้องใช้แรงกดดัน 1.5 ล้านบรรยากาศในการก่อตัว

ในขณะที่นักฟิสิกส์เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุตัวนำยิ่งยวด พวกเขาจะพัฒนาแบบจำลองที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ ซึ่งอาจทำให้เราเข้าใกล้ตัวนำยิ่งยวดที่สามารถทำงานได้อย่างสะดวกสบายในกระเป๋าของคุณ

บทความตามหัวข้อทั้งหมดถูกกำหนดโดยผู้ตรวจสอบข้อเท็จจริงว่ามีความถูกต้องและเกี่ยวข้อง ณ เวลาที่เผยแพร่ ข้อความและรูปภาพอาจมีการเปลี่ยนแปลง ลบ หรือเพิ่มเป็นการตัดสินใจของบรรณาธิการเพื่อให้ข้อมูลเป็นปัจจุบัน